15110工作面回風巷及鉆場施工工藝研究

唐 敏

(山西陽煤寺家莊煤業有限責任公司，山西 晉中 045300)

1 概述

寺家莊礦15110工作面回風巷為回采巷道，15110工作面回風巷主要擔任回采時的回風、運料。15110工作面回風巷從現停頭以南偏西的方位角水平施工至拐點后，水平施工至向南拐彎20.444m后，再以12°下山施工，預計施工15.907m（平距）后沿15#煤層頂板向南隨層掘進，設計南北方向布置，與15108工作面回風巷凈煤柱為10m，設計長度為1840m，矩形斷面，寬度4.8m，高度4.5m，掘進面積 21.6m2，20.24m2。

15110工作面回風巷在施工期間，采幫每隔60m施工一個鉆場（每個鉆場位置可根據實際情況變化），鉆場為梯形斷面，荒斷面規格為寬×深×高=6.5m（外寬）/3m（內寬）×4.5m×3.6m。

15110工作面回風巷水文地質條件總體簡單，主要水害因素為西側15108工作面采空區積水，巷道掘進靠15108工作面采空區YJ108-3積水區范圍為復雜區(范圍230m)，15110工作面回風巷從中央盤區帶式輸送機巷開口，施工280m靠近15108工作面采空區YJ108-3積水區警戒線，再施工60m靠近探水線，YJ108-3為局部低洼形成的積水區，積水量為1492m3，積水深度為2m，掘進至YJ108-3積水區需制定專項措施進行探放水。其他充水來源有頂板含水層水（K2、K3、K4灰巖水），正常涌水量為2～3m3/h，最大涌水量7～10m3/h。

2 工作面回風巷的施工工藝

2.1 鉆場的超前探測

2.1.1 一次性探透方法施工

15110工作面回風巷掘進至15108工作面回風巷鉆場北幫5m時采取一次性探透方法施工，探眼采用錨索鉆進行施工，在巷道掌頭中上部施工2個探孔，1號探孔與掘進方向呈30°布置，2號探孔與掘進方向呈45°布置。探孔布置在距煤柱幫0.3m、頂板往下2m的位置，探透后當班工長必須及時匯報總調度室，總調度室通知相關領導同意后，總調度室方可通知施工隊組恢復生產[1]。

2.1.2 探測選擇

如果探眼沒有探測到鉆場，隊組每向前掘進1排，進行一次探測。探測至15108工作面回風巷鉆場南幫5m后仍未探測出鉆場，隊組可正常向前掘進，不必再進行探測。

2.1.3 異常處理

施工探眼時如果出現異常情況，工長或跟班隊長必須及時撤出所有人員，并及時匯報總調度室。探孔每次施工完畢后，及時采用水泥漿進行封孔，15110工作面回風巷在掘進期間，嚴格按照地質測量部規定的相關要求進行探測。

2.2 鉆場超前充填

2.2.1 掘進

15110工作面回風巷掘進至采空區鉆場中部時必須停止掘進，在巷道掌頭中上部施工2個注漿孔。1號注漿孔與采空區鉆場方向垂直布置，注漿孔布置在距煤柱幫0.3m、頂板往下1.5m的位置；2號注漿孔與采空區鉆場方向垂直布置，注漿孔布置在距煤柱幫0.3m、頂板往下1.5m的位置，注漿孔一次性探透，探測深度根據實際情況確定。如果是千米鉆場需注兩個循環。

2.2.2 填充

沒有塌落的15108工作面回風巷鉆場，普通鉆場按照長×深×高=4.5m×4.2m×3.7m計算，需要充填的體積為69.9m3。千米鉆場（梯形）按照長×深×高=19m×5.5m×3.7m計算，需要充填的體積為292.6m3。鉆場掛牌管理。

2.2.3 注漿

注漿期間如果注漿孔深度、角度以及方位角無法滿足要求時，當班跟班領導、生產技術部有關領導以及注漿廠家可以根據現場實際情況，對注漿孔的角度、深度以及方位角進行調整。

2.2.4 加固

鉆場前后3m區段的煤柱幫采用煤巖體加固劑進行加固，鉆孔布置在巷道中部，與煤柱幫垂直布置，1、3號注漿孔深度6m，2號注漿孔深度7m，封孔長度2m。

2.3 注漿工藝

2.3.1 注漿過程

注漿時以廠家為主進行施工，施工隊組積極配合。注漿泵等其他設備由廠家提供，施工隊組準備1根風管、2根Ф42mm高壓管路，與注漿泵進行連接使用。施工人員在注漿過程中，應注意查看注漿量、注漿比例及擴散范圍，準備好棉紗、木楔。

2.3.2 打孔

注漿時采用錨索鉆進行打孔，注漿壓力不低于1.8MPa。對鉆場進行超前充填時直接打注漿孔進行充填不需要封孔，注滿為止。鉆場前后3m范圍內打孔進行加固時，采用煤巖體加固劑配套的封孔材料。鉆孔平面圖如圖1所示。

圖1 鉆孔平面圖

2.3.3 凝固

凝固后檢查注漿質量，準備水、機油以及裝水的舊桶，在注漿完畢后，用機油將缸體、注漿管路和注射槍沖洗干凈，保證下次注漿時能夠正常使用[2]。

2.4 掘進方式

使用EBZ-160型綜掘機掘進時從中部進刀，先割上部，左右循環截割，截割高度為2.6～3.0m，循環進度1m。當一個防突小循環施工完畢后及時鏟底、補幫，煤頭高度影響施工排放孔時，在施工完上部排放孔后可適當鏟底后施工下部排放孔。

綜掘工藝流程：安全檢查→校核中線→試機→進刀、割煤、出煤→安全檢查、敲幫問頂→鋪頂網、上鋼帶、臨時支護→打注頂部錨索→回撤臨時支護→幫部支護→下一循環。

15110工作面回風巷采用EBZ-160綜掘機進行施工，嚴禁采用炮掘施工。

在掘進期間要加強中線管理，嚴格按照中線施工，發現中線毀損、不一致或控制距離超長，及時聯系測量組進行修正或延伸。

15110工作面回風巷掘進至距離15108工作面回風巷鉆場北幫3m時，為了防止綜掘機在割煤期間造成煤柱幫超寬，截割時將煤柱幫占巷0.3～0.5m，最后人工采用銅鎬進行處理，使巷道達到設計的寬度。

2.5 掘進作業

綜掘機→帶式輸送機。15110工作面回風煤巷采用綜掘機施工前，要執行公司有關的防突措施，在防突指標合格、K1值不超限的情況下方可采用綜掘機截割。截割頭從工作面中部進刀由上往下，采用左右循環的截割方法，邊截割邊出煤，上部割出并支護頂板后鏟底刷幫。司機在截割過程中必須嚴格控制截割高度和寬度，左右以中線控制，保證進刀的深度（不大于0.5m），循環進度為1m。綜掘機截割時不得留頂煤，不得截割巖石，截割時要緩慢移動截割頭，并且加強內、外噴霧管理。

2.6 15110工作面回風巷鉆場施工方法

15110工作面回風巷掘進到設計的鉆場位置時，采幫幫部將鉆場位置空出，在鉆場采取相應的防突措施后，瓦斯含量允許的情況下施工鉆場。開口采用綜掘機進行截割、裝煤（或人工出煤）。鉆場采用小抹角開口，綜掘機截割不到的地方采用銅鎬施工、人工攉煤、綜掘機裝煤的方式進行施工。當圍巖破碎或遇地質構造，導致目前設計支護形式不能滿足要求時，隊組要及時調整、加強支護，并匯報生產技術部及分管副總工程師，由生產技術部、安監處根據現場實際情況確定合理支護，并補充安全技術措施[3]。

3 效果

結合寺家莊礦 15110工作面回風巷地質條件、生產接替安排和施工工藝進行了分析，提出了相關的施工方法，本次施工采用的施工工藝效果較好，技術使用得當，減少了不必要的施工環節，加快了巷道的掘進速度，提高了施工的安全性。