白坪矿联巷施工方案设计

乔军伟，张力友

(郑煤集团白坪煤业公司， 河南登封市 452481)

白坪矿联巷施工方案设计

乔军伟，张力友

(郑煤集团白坪煤业公司， 河南登封市 452481)

受地质条件影响，白坪煤业公司11151工作面提前停采。为了满足无极绳绞车的运行、支架及正常生产中的物料运输，设计“S”型巷道连接方式，并利用CAD制图模拟法确定了巷道的断面尺寸，应用效果明显。

“S”型巷道;无极绳绞车;CAD制图模拟法;联巷施工

0 前言

白坪煤业公司是1座设计能力为180万t/a的大型矿井，位于登封煤田颖阳—芦店向斜的南翼东段，主采二1煤层。11151工作面为该矿首采工作面，西为轨道、皮带、回风上山，东南为教学二矿与我公司边界，南部为11171综采准备工作面，11171准备工作面与11151工作面之间留有3 m保护煤柱。受地质条件影响，11151工作面煤层属典型的松软不稳定煤层，顶底板起伏大，煤层厚度为0～16.5 m，受滑动构造影响，11151工作面至560 m时工作面大范围采碴，平均煤厚仅0.6 m，因推进困难，导致提前结束，同时11171工作面上顺槽预利用其下顺槽剩余约600 m巷道，则必须设计联巷与11171准备工作面上顺槽相联或扩修原联巷来满足无极绳绞车的正常运行、安装时综采支架的运输及正常生产中物料的运输。

1 联巷施工方案设计

1.1 方案的提出

联巷施工要求必须满足无极绳绞车的正常运行(转弯角度小于60°)、安装时综采支架的运输及正常生产中物料的运输[1]。相应提出以下3个方案。

方案Ⅰ，扩修原3 m联巷。但此方案联巷转弯角度为90°，不满足无极绳绞车的正常运行。

方案Ⅱ，利用穿尖交岔点与11171上顺槽相联。此方案穿尖交岔点长度短、施工简单、通风阻力小，但是承载能力低。如图1所示，联巷转角分别为20°、45°、60°设计时，预留三角煤柱体积小、压力大、巷道变形速度快，不利于维护，而联巷转角为20°时则具有可行性。

图1 穿尖交岔点联接

方案Ⅲ，利用曲线交岔点与11171上顺槽相联。此方案较穿尖交岔点施工复杂但是承载能力高，如图2所示。

1.2 方案的确定

巷道连接处拐弯时，每次拐弯角度不同，巷道宽度不同，拐弯区巷道剥帮尺寸很难确定，一般利用CAD制图的方法来模拟在巷道内设备运输过程中拐弯时机体的外缘轨迹，从而确定拐弯区两帮或一帮剥宽的具体尺寸[3，4]。此方法可避免剥宽太大造成拐弯区空顶面积过大，增加支护难度和现场施工危险性;又可避免局部剥宽小，运输设备无法通过，导致重新剥帮、浪费工时[5，6]。

图2 曲线交岔点

联巷需要满足安装时支架的运输。该矿大平板车轴距1.6 m、高0.4 m，支架最大尺寸为长 6.7 m、高1.8 m。11151工作面下顺槽采用12.7 m2U型钢支护，距道面2.2 m处，巷道受压后有效宽度为3.5 m;无极绳绞车运行速度为1.12 m/s，最小曲率半径不得小于轴距7倍，故曲率半径为12 m。利用CAD制图模拟法确定巷道断面尺寸。

(1)尖点联巷转角20°时支架运输模拟如图3所示。从图中可知，其可满足支架运输，但联巷开口抬门宽度达到7.5 m，若穿“丁”字头，抬门梁需要达到8 m，施工难度大，支护维护困难。

图3 尖点联巷(转角20°)支架运输模拟

(2)曲线联巷满足支架运输模拟如图4所示，可满足支架运输，联巷开口抬门宽度达到5 m，穿“丁”字头，抬门梁只需5.5 m，施工有可操作性。且阴影部分注浆加固后，维护难度不大。

图4 曲线联巷支架与运输模拟

因此，从施工及后期支护难度方面考虑，方案Ⅲ更为合理。

2 结论

根据实际情况，白坪煤业公司采用“S“型弯道联巷，“S”型巷道轨道的铺设采用了曲率半径为12 m的护轨装置，安装调试后服务完成了11171综采工作面的安装及工作面生产后的物料运输，服务期间除弯道压绳轮个别磨损更换外没出现任何事故和故障。该方案减少掘进巷道约500 m，节约费用约200万元，加快了11171工作面的贯通，保证了综采工作面的正常接替。同时利用CAD制图模拟法确定联巷断面尺寸，极大地减少了工时，降低了支护难度，为以后类似情况积累宝贵经验。

[1] 黄桂芝，孙广义，吴 强.“Z型折返式”过斜巷中较大断层的研究[J].中国矿业，2002，11(3):53 －54.

[2] 辛东京.沿空机巷与采空区集运巷连接方式的探讨[J].矿业工程，2008，6(3):22 －23.

[3] 尹 力，佟海龙，朱真才.综采面成套设备选型与布置的计算机辅助设计[J].煤炭科学技术，2010，38(7):81 －83.

[4] 陈莉莉.对煤矿CAD绘图技术理论的探讨[J].中国新技术新产品，2009，14:35 －37.

[5] 张志强，林淑文，王次洋.利用CAD制图模拟法确定综掘巷道拐弯区尺寸[J].山东煤炭科技，2009，(1):71 －73.

[6] 张 峰.井巷工程AutoCAD作图设计法探讨[J].煤炭技术，2008，27(1):148 －150.

2010－12－31)

乔军伟(1981－)，男，河南登封人，助理工程师，从事采矿技术管理工作。