采区轨道上山绞车房回风道优化设计

王 勇

（内蒙古鲁新能源有限责任公司，内蒙古 锡林郭勒盟026231）

1 矿井概况

鲁新矿井设计产能为5Mt／a，采用立井开拓方式，主井提升采用全上提方式，主生产水平为＋570m。工业场地内布置主、副、风3个立井，主井装备一对32t箕斗，担负整个矿井的煤炭提升并少量进风；副井装备一宽一窄双层四车罐笼，担负整个矿井的辅助运输及进风；风井为专用回风井。设计井口标高为＋872.5m，井底车场水平为＋570m。

2 轨道上山绞车房回风道原设计

采区轨道上山绞车房回风道原设计方案为：从导线点反9点以南5.6m处开门（底板标高＋622.331m），按真方位109°45′35″、3‰上坡施工5m，再按真方位109°45′35″、21°20′上坡施工24.606m，然后按真方位109°45′35″、0°施工2.264m，然后按真方位33°、0°施工7m 贯通采区反轨道上山，设计巷道全长38.87m。

巷道断面形状为直墙半圆拱形，S掘＝5.7m2，S净＝4.8 m2，采用喷、锚网棚喷、打设超前导管工艺进行支护。

根据已施工巷道揭露地层资料，此采区轨道上山绞车房回风道设计方案中回风道通过范围内为煤系地层，岩性以砾岩和砂质泥岩为主，胶结性极差，顶板极不稳定，支护困难，巷道易出现冒顶事故。并且，回风道穿过砾岩含水层给施工带来很大的困难，制约了回风道的施工速度，不利于回风道的安全快速掘进。

3 轨道上山绞车房回风道优化设计方案

原采区轨道上山绞车房回风道设计方案，水文地质条件的复杂性和施工工艺都不利于回风道的安全快速施工。根据已施工巷道揭露的地层资料，在确保满足采区轨道上山绞车房通风顺畅的情况下，报请集团公司设计管理处批准执行，将原设计方案改为：从导线点反11点以东29m处开门（底板标高＋628.706m），按真方位24°35′16″、5°42′上坡施工32.15m，再按真方位24°35′16″、坡度0°施工5.0 m贯通采区轨道上山绞车房，设计巷道全长37.15m。

巷道断面形状为直墙半圆拱形，S掘＝5.7m2，S净＝4.8 m2，采用喷、锚网棚喷工艺进行支护；当遇顶煤裂隙发育、淋水较大或顶板为泥岩时，采用拱形棚跟迎头、打设超前导管工艺进行支护。

4 方案对比优缺点

1）优化方案后的支护工艺和施工工序比原方案简单，减少了支护成本，加快了施工速度。

根据已施工巷道揭露的地层资料，原采区轨道上山绞车房回风道的支护工艺为回风道全长采用喷、锚网棚喷、打设超前导管工艺。打设超前导管支护需在锚网喷支护的掩护下，在巷道轮廓线拱肩以上呈2°～5°仰角按间距0.3m打设钢管（规格：Φ25mm×L4500mm）作为超前支护。此支护工艺施工工序复杂、繁琐，如果回风道全长38.87m均采用该支护方案（每次打设11根，搭接长度为1.5m，共需打设24次）势必造成施工进度缓慢，支护成本高。

优化设计方案后，采用喷、锚网棚喷工艺支护，只有当遇顶煤裂隙发育、淋水较大或顶板为泥岩时，采用拱形棚跟迎头、打设超前导管工艺进行支护。根据现场实际施工所揭露地层条件，在开门15.2m后，迎头顶板揭露泥岩，难以控制巷道成形，容易造成顶板冒落，开始打设导管进行超前支护（共打设4次钢管，每次打设9根，搭接长度为1m），控制巷道成形和防止顶板冒落造成不必要的安全事故。超前支护的长度仅有12m，简化了支护工艺，提高施工速度，更节约了支护成本。

2）优化方案的巷道设计长度比原方案短，循环进度比原方案大，有利于节约成本、快速掘进并缩短工期。

原方案的设计长度为38.87m，优化后的设计长度为37.15m，可减少掘进排矸量为：

原方案中回风道在砂砾岩和泥岩中掘进施工，为保证施工安全，循环进度按0.8m计算，施工工期为：38.87÷（0.8×3）＝16d。

优化后的方案中循环进度平均可达到1m，施工工期为12天，大大缩短了施工工期。

5 社会安全效益

采区轨道上山回风道优化设计方案后，简化了施工工艺，减少了施工工序，增大了掘进循环进度，提高了成巷速度，缩短了施工工期，节约了施工和支护成本，降低了工人的劳动强度，避免了巷道冒顶给安全生产带来不必要的麻烦。