順槽掘進快速施工工藝的研究與實踐

王新強 成 琦 張秀平

(內蒙古福城礦業有限公司, 內蒙古 鄂爾多斯 014217)

1 巷道概況

新汶礦業集團公司福城煤礦1302N 上下巷位于福城煤礦+850m 水平，斷面規格（矩形）：凈寬×中凈高=4.0 m×3.5 m，S凈=14.0 m2，S荒=15.1 m2。掘進巷道位于3 層煤內，巷道設計全長4060 m。巷道沿5 煤底板掘進，主要位于5 煤內，煤厚3.09 m，上為厚度1.15 m 的泥巖，再上為3上煤，厚度1.80 m。底板為含炭泥巖，厚度0.65 m，再下為粉砂巖，厚度6.89 m。

2 合理便捷的支護

（1）臨時支護

臨時支護的前探梁采用長不低于5.0 m 的三寸鋼管制作，吊環用厚7 mm 的鋼板制作，每根前探梁用2 個吊環懸掛，上吊環的錨桿留有40～80 mm絲扣，確保吊環的牢固[1]。巷道臨時支護圖如圖1、圖2 所示。臨時支護便于移動，支撐有效，減少了臨時支護時間。

圖1 巷道臨時支護剖面圖

（2）永久支護

一般的巷道支護多采用錨桿、索配合支護，為了便于施工組織管理，決定采用相對單一的錨索支護，在施工組織、質量管控方面更加便捷。

頂板采用錨索配“W”鋼帶+鋼筋網支護，錨索分為普通錨索及礦用注漿錨索兩種，成排成行交互布置。普通錨索采用1×7 的鋼絞線制作，規格為Ф17.8 mm×L4200 mm；注漿錨索采用SKZ22-1/1860 型錨索，規格為Ф22 mm×L4200 mm；錨索間排距1000 mm×1000 mm。兩幫采用錨桿配雙向拉伸塑料網支護，錨桿采用MSGLD-335 等強螺紋鋼式樹脂錨桿（Ф20 mm×L2000 mm），間排距1000 mm×1000 mm，成排成行布置。巷道兩幫錨桿垂直打設，底角錨桿與水平呈10～30°打入[2]。巷道永久支護圖如圖3 所示。

圖2 巷道臨時支護平面圖

圖3 巷道永久支護圖

3 巷道快速掘進的關鍵技術問題

3.1 工序組織

巷道直接采用EBZ-260 型綜掘機機掘法施工，綜掘機搭接二運搭接皮帶出矸。截割完迎頭后，聯網、上鋼帶、前移前探梁，然后退機臥底。將綜掘機停電閉鎖后，配備液壓錨桿鉆車，打設巷道頂板、側幫上的錨桿孔、錨索孔等工序[3]。

3.2 液壓錨桿鉆車

采用液壓錨桿鉆車進行打設頂板及兩幫的錨桿眼，機械化作業，施工安全高效，工人勞動強度低，實現巷道掘進支護快速、高效、機械化。

3.3 移動料車

1302N 上下巷隨施工料場距迎頭距離的增加，運料工作量增大。為了降低職工勞動強度，提高工作效率，制作移動式物料集裝箱。采用四個承載輪掛在單軌吊梁，運用集裝箱將每班使用的支護材料裝好，利用單軌吊運至綜掘機電纜框處。通過移動料車跟迎頭，杜絕皮帶運輸物料，杜絕人工扛運物料，降低職工勞動強度，提高現場施工效率及安全系數。

3.4 風水軟管自移裝置

掘進工作面距迎頭30 m 范圍內的風水軟管，每班支護迎頭時需人工拖拽至迎頭，迎頭完成支護后需人工拖拽并順幫吊掛整齊，拖拽費時費力，職工勞動強度大。為降低職工勞動強度，提高現場施工效率，使用60 mm 槽鋼及30 mm 角鐵焊接跑道，使用100 mm 槽鋼焊接三角撐，在跑道上安裝滑輪（滑輪下部焊接固定螺栓，使用時將風水軟管通過扁鐵及螺帽固定在滑輪上）。使用時將三角撐固定在下幫第一根錨桿上，將跑道使用螺栓固定在三角撐上（滑輪距巷道底板1.5 m 左右），使跑道距幫40 cm（保證幫部支護不妨礙風水軟管前后滑動），每個滑輪之間預留風水管路約3 m，最前一節跑道距迎頭始終5～10 m 左右。使用時直接往前拖拽風水軟管自行前移，杜絕每個支護循環人工拖拽、貼幫吊掛風水軟管，降低了職工勞動強度，提高現場施工效率[4]。

3.5 快速、循環漲拉裝置

井下在電纜、風筒吊掛前須漲拉一道鋼絞線。為實現鋼絞線快速漲拉，解決采用手拉葫蘆的施工限制，研究出了快速、循環漲拉裝置。設備由兩節槽鋼、1 m 長錨桿及兩個錨桿帽組成，設備輕巧，操作方便。循環漲拉裝置需兩個裝置交替使用。

3.6 巷道后輔助工程合理組織

成立服務小分隊，使用小型挖掘機配破碎錘施工水溝、臥底等后尾工程，優化施工人員，提高人工效率。優化后，從原來的每個班3～4 人打挖水溝，每班最高18 m，提高到2～3人，每班最高35 m以上[5]。

4 結論

1302N 上下巷綜掘施工中，采用單一化支護設計、合理設備配套、循環作業模式、勞動組織、市場化運作、勞動管理等創新，進行了快速施工工藝的實踐，創造了同等條件下的單項進尺680 m/月記錄，取得了較好的經濟效益和社會效益，為綜順槽掘快速施工工藝的推廣開辟了新途徑和新思路。