傾斜巖巷爆破掘進方案對比及施工安全措施

王 波

（煤炭工業晉城礦區建設工程質量監督站，山西 晉城 048006）

1 概況

鳳凰山礦在歷經近50年的開采后，煤炭資源逐步枯竭，需要對十五號煤三盤區開始規劃布局。該盤區是十五號煤的最后一個盤區，經過礦反復研究論證后決定一五三盤區的開拓延伸從北二風井施工斜巷開拓準備系統。

一五三盤區回風斜巷由一五三盤區回風聯絡巷開口，以30°坡上山掘進，斜長為123.602m，如圖1所示。

2 施工方案對比分析

2.1 掘進方案對比

（1）采用下山爆破掘進施工方案

下山掘進施工時，從北二風井下平段開口，按照設計坡度及方位向下爆破掘進，通過礦車運輸煤矸，從聯絡橫川至北大巷再到北矸井進行翻矸作業。此方案施工優點是能有效避免矸石滾落及掌面掉矸傷人，運送物料時相對較安全，瓦斯及有毒有害氣體不易在工作面聚集等；缺點是施工進度慢，矸石運輸能力嚴重不足，效率低，工作面打鉆積水全部聚集在掌面，對施工造成較大影響。

（2）采用上山爆破掘進施工方案

上山掘進時，從一五三盤區回風聯絡巷開口，按照設計坡度及方位向上爆破掘進，通過一五三盤區回風聯絡巷內皮帶將煤矸運走。此方案施工優點有上山掘進施工效率高、巷道成形好，煤矸運輸高效及工作面無積水等；缺點有矸石滾落及掌面掉矸傷人危險、運送物料困難及瓦斯等有毒有害氣體在掌面聚集等。

（3）掘進工藝確定

通過對比上下山掘進工藝的優缺點，結合礦井采掘銜接接替情況，確定采用上山爆破掘進方案。

2.2 巷道施工斷面及支護方式對比

根據盤區用風等生產安全需求，巷道凈斷面積不低于9m2，擬在以下兩種方案中進行選擇。

（1）采用矩形斷面、錨桿支護方式

采用矩形斷面，凈寬4m，凈高2.4m，凈斷面積9.6m2，支護方式采用錨桿支護。此方案優點是施工進度快、支護成本低等；缺點是巷道成形差、長時間風化后掉矸傷人及巷道承壓較低等。

（2）采用半圓拱形斷面、錨網噴支護方式

采用半圓拱形斷面，錨、網、噴聯合支護。斷面凈寬4.0m，凈高3.0m，其中墻高1m，拱高2m，噴體厚度100mm，凈斷面面積10.28m2，支護方式為錨桿、金屬網、噴射混凝土。此方案優點是巷道成形好、支護強度高、防止巷道風化掉矸傷人及巷道承壓強度高等；缺點是巷道施工斷面大、支護成本高及用料困難等。

（3）巷道施工斷面及支護工藝確定

經過兩種方案的對比，考慮支護安全及服務年限較長等因素，選擇半圓拱形斷面及錨網噴支護工藝。

2.3 施工方案確定

通過對比掘進工藝、斷面形狀及支護工藝各自優缺點，綜合考慮巷道用途、服務年限及安全施工等多方面因素，一五三盤區回風斜巷最終采用上山爆破掘進工藝，半圓拱形斷面錨網噴聯合支護。如圖2、圖3所示。

3 施工安全管控措施

（1）巷道施工過程中在巷道南幫幫部距底板1.2～1.5m處，每2m打注一根0.7m長錨桿，在錨桿上纏繞麻繩，人員在上下坡時順麻繩上下，確保安全。

（2）運送設備材料時，加工專用工具箱，利用耙巖機牽引工具箱往上運料，運料時人員站在躲避硐內與斜巷坡底耙巖機司機通過聲光信號聯系將物料運送至指定地點。

（3）巷道掘進至開口以里60m（即9#煤煤層處）時，在巷道南幫炮掘噴漿硐室一個。硐室沿9#煤煤層頂板掘進，采用矩形斷面錨網噴聯合支護，并打注錨索進行補強支護。在噴漿硐室內安裝噴漿機一臺，從一五三盤區回風斜巷底噴漿機往噴漿硐室內送料，再用硐室內噴漿機對60m以上巷道進行噴射混凝土，完成接力噴射混凝土支護。

圖2 一五三盤區回風斜巷施工斷面圖

圖3 一五三盤區回風斜巷支護示意圖

（4）巷道掘進至開口以里70m時在巷道南幫炮掘絞車硐一個，采用半圓拱形斷面錨網噴聯合支護。在絞車硐內安裝絞車兩部，將巷道70m以上的矸石通過絞車牽引耙斗耙至絞車硐以下，再利用斜巷坡底的耙巖機將巷道70m以下的矸石耙至盤區皮帶上運走，完成接力出矸。

（5）巷道掘進至開口以里60m時經過9#煤層，采用半圓拱形斷面。在9#煤層影響區域內巷道拱部每2m打注一排單體錨索進行加強支護，同時將噴射混凝土支護及時跟進掌面，即每施工一排及時噴混凝土封閉，確保安全順利通過此區域。

（6）巷道掘進至開口以里100m時通過北大巷，在掘進至距北大巷風橋20m時進行警戒設置。在警戒設置時指派專人為安全負責人，并且工作面火藥裝好后通過電話聯系安全負責人，安全負責人接到指令后進行警戒設置及檢查。在北大巷風橋警戒區域前后拉警戒帶進行警戒，防止人車和運煤礦車經過時誤闖入警戒區域，待爆破結束后電話聯系安全負責人進行警戒撤離。

（7）為防止矸石滾落傷人，在每個在用硐室口支設鐵道，在鐵道上捆綁架板將硐室與巷道出矸路線隔離開，在斜巷坡底耙巖機前方用道木等材料構筑一道屏障，耙巖機漏矸槽上安裝防護網，控制矸石滾落傷人。

4 結 語

通過一五三盤區回風斜巷的掘進施工工藝、斷面選擇及支護方式的對比確定最優方案，在保證安全的前提下，快速高效完成掘進任務，有效緩解礦井銜接緊張的局面，對類似條件的施工組織具有借鑒意義。