楊晉波

(潞安礦業(yè)集團(tuán)古城煤礦)

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煤礦復(fù)雜條件下超高巷道開口掘進(jìn)工藝

楊晉波

(潞安礦業(yè)集團(tuán)古城煤礦)

摘要煤礦超高巷道開口掘進(jìn)的傳統(tǒng)施工工藝嚴(yán)重制約了掘進(jìn)速度，特別是在復(fù)雜條件下巷道開口，不但需要過高的勞動(dòng)及支護(hù)成本，而且很難排除一些不必要的危險(xiǎn)因素。對此，提出了雙向開口施工工藝并在大同地煤青磁窯煤礦11#層303盤區(qū)順槽巷施工中得到了成功應(yīng)用。實(shí)踐證明，該工藝不但降低了勞動(dòng)成本，加快了掘進(jìn)速度，而且提高了施工過程中安全系數(shù)。

關(guān)鍵詞超高巷道雙向開口施工掘進(jìn)速度安全系數(shù)

大同地煤青磁窯煤礦11#層303盤區(qū)各掘進(jìn)頭順槽開口位置全部設(shè)置于軌道運(yùn)輸大巷，采用傳統(tǒng)工藝掘進(jìn)時(shí)應(yīng)在軌道運(yùn)輸大巷開口施工檢修聯(lián)絡(luò)巷，當(dāng)檢修聯(lián)絡(luò)巷施工到位并與皮帶巷貫通后，繼續(xù)在皮帶巷開口施工運(yùn)輸順槽巷機(jī)頭段，全部施工完畢后再挑頂，不但在施工過程中增加了煤矸運(yùn)輸設(shè)備，而且加大了施工的難度以及巷道支護(hù)的二次投入。為此，本研究首先在盤區(qū)皮帶巷搭設(shè)可移動(dòng)工作盤，然后進(jìn)行雙向開口，盡可能減少機(jī)電設(shè)備的安裝，加快施工速度，提高施工過程中的排矸率。

1施工及支護(hù)工藝

1.1施工工藝

(1)順槽巷開口斷面規(guī)格(寬×高)6.7 m×4.42 m，掘進(jìn)3.5 m后巷道規(guī)格(寬×高)變?yōu)?.5 m×4.42 m，檢修聯(lián)巷巷道規(guī)格(寬×高)6.44 m×3.12 m，掘進(jìn)3.5 m后巷道規(guī)格(寬×高)為5.24 m×3.12 m，挑頂后巷道規(guī)格(寬×高)為6.7 m×5.22 m，設(shè)計(jì)挑頂長度24 m，其中皮帶巷挑頂5 m，2102巷挑頂13.5 m，檢修聯(lián)巷挑頂5.5 m[1-3]。

(2)巷道開口前在皮帶巷搭設(shè)長8 m、高度1.7 m 以上、寬度為皮帶巷寬度(5 m)的可移動(dòng)工作盤，掘進(jìn)時(shí)預(yù)留1.7 m的底煤柱，掘巷高度3.52 m。

(3)首先挑頂掘進(jìn)檢修聯(lián)巷段，當(dāng)挑頂掘進(jìn)3.5 m 后開始起底施工聯(lián)絡(luò)巷變坡段，施工2 m后開始以10°俯角掘進(jìn)檢修聯(lián)巷，巷道掘進(jìn)高度達(dá)到3.12 m，直至巷道與輔運(yùn)巷貫通為止；然后將所掘的巷道不足設(shè)計(jì)高度的地段全部起底以保證巷道高度，掘進(jìn)順槽機(jī)頭段按上述方法進(jìn)行施工(圖1)。施工過程中在A點(diǎn)安裝P-60B耙?guī)r機(jī)，挑頂掘進(jìn)后留下的煤矸，通過耙?guī)r機(jī)直接進(jìn)入工作盤溜煤眼，由此下放至盤區(qū)皮帶。

楊晉波(1989—)，男，助理工程師，037001 山西省大同市。

注：施工順序?yàn)棰佟凇邸堋荨蕖?爆破施工時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行“一炮三檢”“三人聯(lián)鎖”放炮制度，起爆點(diǎn)之間的直線距離不得少于120 m，拐彎距離不得少于75 m且都有掩體，在所有可能進(jìn)入施工地點(diǎn)的入口設(shè)警戒。

1.2支護(hù)工藝

(1)由于11#層303盤區(qū)斷層較多，巷道在挑頂過程中會(huì)出現(xiàn)頂板破碎甚至局部冒頂現(xiàn)象，經(jīng)研究決定在挑頂冒頂區(qū)域施工密集的組合錨索及工字鋼吊棚。

(2)聯(lián)絡(luò)巷變坡段及順槽巷變坡段施工前，在設(shè)計(jì)頂板處施工1排撞楔超前支護(hù)，每3 m施工1排，直至變坡段施工完畢。

(3)聯(lián)絡(luò)巷及順槽巷機(jī)頭段頂板采用錨桿+W型鋼帶+錨索+護(hù)網(wǎng)的聯(lián)合支護(hù)形式。

2施工難點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)

2.1施工難點(diǎn)

(1)在皮帶巷雙向開口，爆破施工時(shí)須對施工現(xiàn)場及附近機(jī)電設(shè)備和電纜、信號(hào)線、風(fēng)水管路采取有效的保護(hù)措施。

(2)巷道開口期間由于運(yùn)輸設(shè)備無法進(jìn)入施工地點(diǎn)，導(dǎo)致施工時(shí)機(jī)電設(shè)備及支護(hù)材料等須通過人工搬運(yùn)，勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低。

(3)由于開口位置煤層發(fā)育差且有小斷層，煤層不穩(wěn)定，巷道施工過程中頂板會(huì)出現(xiàn)局部冒頂現(xiàn)象，易加大支護(hù)難度，降低掘進(jìn)效率。

(4)工作面的局部通風(fēng)機(jī)懸掛于膠帶大巷中，由于膠帶大巷為主要的運(yùn)煤途徑，因此膠帶大巷的風(fēng)流含部分污風(fēng)，局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)時(shí)將有部分污風(fēng)通入工作面，不利于通風(fēng)[4-5]。

2.2施工優(yōu)點(diǎn)

(1)通過在皮帶巷雙向開口，不但便于施工，而且減少了工作面煤矸運(yùn)輸設(shè)備的數(shù)量，提高了施工速度。

(2)與以往機(jī)頭硐室段打完兩幫和頂板支護(hù)以后再進(jìn)行二次搭工作盤進(jìn)行挑頂工作的施工方案相比，無需進(jìn)行重復(fù)性的繁瑣工作，既節(jié)約了時(shí)間又可取得預(yù)計(jì)的可行性經(jīng)濟(jì)效益。

(3)巷道一次性施工，避免了二次搭設(shè)工作盤，施工工藝簡單，安全系數(shù)高。

(4)施工過程中巷道一次性達(dá)到設(shè)計(jì)巷道高度，有利于爆破后支護(hù)施工，同時(shí)在施工地點(diǎn)穩(wěn)裝一部耙?guī)r機(jī)，機(jī)電設(shè)備少，便于施工，提高了排煤矸效率。

3結(jié)語

青磁窯煤礦11#層303盤區(qū)各掘進(jìn)頭順槽巷開口施工中，在皮帶巷架設(shè)工作盤并采用雙向開口施工工藝，不但減少了工作面機(jī)電設(shè)備的穩(wěn)裝數(shù)量，提高了施工過程中的排矸速度，加快了施工的掘進(jìn)速度，而且降低了支護(hù)材料費(fèi)用，提高了施工中的安全系數(shù)，成功解決了煤礦復(fù)雜條件下超高巷道開口的難題，經(jīng)濟(jì)效益顯著，可供類似礦山工程參考。

參考文獻(xiàn)

[1]董方庭.井巷設(shè)計(jì)與施工[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2010.

[2]宋宏偉，劉剛.井巷工程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2006.

[3]楊興安，陸士良.軟巖巷道錨桿支護(hù)理論與技術(shù)的研究[J].煤炭學(xué)報(bào)，1997(1)：32-36.

[4]劉昊鵬.復(fù)雜地質(zhì)條件下巷道安全掘進(jìn)應(yīng)用技術(shù)[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2013(1)：112-113.

[5]成小勇.大采高工作面超高巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)[J].煤礦開采，2009(5)：55-56.

(收稿日期2016-03-30)