煤矿复杂条件下超高巷道开口掘进工艺

杨晋波

(潞安矿业集团古城煤矿)



煤矿复杂条件下超高巷道开口掘进工艺

杨晋波

(潞安矿业集团古城煤矿)

摘要煤矿超高巷道开口掘进的传统施工工艺严重制约了掘进速度，特别是在复杂条件下巷道开口，不但需要过高的劳动及支护成本，而且很难排除一些不必要的危险因素。对此，提出了双向开口施工工艺并在大同地煤青磁窑煤矿11#层303盘区顺槽巷施工中得到了成功应用。实践证明，该工艺不但降低了劳动成本，加快了掘进速度，而且提高了施工过程中安全系数。

关键词超高巷道双向开口施工掘进速度安全系数

大同地煤青磁窑煤矿11#层303盘区各掘进头顺槽开口位置全部设置于轨道运输大巷，采用传统工艺掘进时应在轨道运输大巷开口施工检修联络巷，当检修联络巷施工到位并与皮带巷贯通后，继续在皮带巷开口施工运输顺槽巷机头段，全部施工完毕后再挑顶，不但在施工过程中增加了煤矸运输设备，而且加大了施工的难度以及巷道支护的二次投入。为此，本研究首先在盘区皮带巷搭设可移动工作盘，然后进行双向开口，尽可能减少机电设备的安装，加快施工速度，提高施工过程中的排矸率。

1施工及支护工艺

1.1施工工艺

(1)顺槽巷开口断面规格(宽×高)6.7 m×4.42 m，掘进3.5 m后巷道规格(宽×高)变为5.5 m×4.42 m，检修联巷巷道规格(宽×高)6.44 m×3.12 m，掘进3.5 m后巷道规格(宽×高)为5.24 m×3.12 m，挑顶后巷道规格(宽×高)为6.7 m×5.22 m，设计挑顶长度24 m，其中皮带巷挑顶5 m，2102巷挑顶13.5 m，检修联巷挑顶5.5 m[1-3]。

(2)巷道开口前在皮带巷搭设长8 m、高度1.7 m 以上、宽度为皮带巷宽度(5 m)的可移动工作盘，掘进时预留1.7 m的底煤柱，掘巷高度3.52 m。

(3)首先挑顶掘进检修联巷段，当挑顶掘进3.5 m 后开始起底施工联络巷变坡段，施工2 m后开始以10°俯角掘进检修联巷，巷道掘进高度达到3.12 m，直至巷道与辅运巷贯通为止；然后将所掘的巷道不足设计高度的地段全部起底以保证巷道高度，掘进顺槽机头段按上述方法进行施工(图1)。施工过程中在A点安装P-60B耙岩机，挑顶掘进后留下的煤矸，通过耙岩机直接进入工作盘溜煤眼，由此下放至盘区皮带。

杨晋波(1989—)，男，助理工程师，037001 山西省大同市。

注：施工顺序为①→②→③→④→⑤→⑥→⑦;爆破施工时严格执行“一炮三检”“三人联锁”放炮制度，起爆点之间的直线距离不得少于120 m，拐弯距离不得少于75 m且都有掩体，在所有可能进入施工地点的入口设警戒。

1.2支护工艺

(1)由于11#层303盘区断层较多，巷道在挑顶过程中会出现顶板破碎甚至局部冒顶现象，经研究决定在挑顶冒顶区域施工密集的组合锚索及工字钢吊棚。

(2)联络巷变坡段及顺槽巷变坡段施工前，在设计顶板处施工1排撞楔超前支护，每3 m施工1排，直至变坡段施工完毕。

(3)联络巷及顺槽巷机头段顶板采用锚杆+W型钢带+锚索+护网的联合支护形式。

2施工难点与优点

2.1施工难点

(1)在皮带巷双向开口，爆破施工时须对施工现场及附近机电设备和电缆、信号线、风水管路采取有效的保护措施。

(2)巷道开口期间由于运输设备无法进入施工地点，导致施工时机电设备及支护材料等须通过人工搬运，劳动强度大、效率低。

(3)由于开口位置煤层发育差且有小断层，煤层不稳定，巷道施工过程中顶板会出现局部冒顶现象，易加大支护难度，降低掘进效率。

(4)工作面的局部通风机悬挂于胶带大巷中，由于胶带大巷为主要的运煤途径，因此胶带大巷的风流含部分污风，局部通风机供风时将有部分污风通入工作面，不利于通风[4-5]。

2.2施工优点

(1)通过在皮带巷双向开口，不但便于施工，而且减少了工作面煤矸运输设备的数量，提高了施工速度。

(2)与以往机头硐室段打完两帮和顶板支护以后再进行二次搭工作盘进行挑顶工作的施工方案相比，无需进行重复性的繁琐工作，既节约了时间又可取得预计的可行性经济效益。

(3)巷道一次性施工，避免了二次搭设工作盘，施工工艺简单，安全系数高。

(4)施工过程中巷道一次性达到设计巷道高度，有利于爆破后支护施工，同时在施工地点稳装一部耙岩机，机电设备少，便于施工，提高了排煤矸效率。

3结语

青磁窑煤矿11#层303盘区各掘进头顺槽巷开口施工中，在皮带巷架设工作盘并采用双向开口施工工艺，不但减少了工作面机电设备的稳装数量，提高了施工过程中的排矸速度，加快了施工的掘进速度，而且降低了支护材料费用，提高了施工中的安全系数，成功解决了煤矿复杂条件下超高巷道开口的难题，经济效益显著，可供类似矿山工程参考。

参考文献

[1]董方庭.井巷设计与施工[M].徐州：中国矿业大学出版社，2010.

[2]宋宏伟，刘刚.井巷工程[M].北京：煤炭工业出版社，2006.

[3]杨兴安，陆士良.软岩巷道锚杆支护理论与技术的研究[J].煤炭学报，1997(1)：32-36.

[4]刘昊鹏.复杂地质条件下巷道安全掘进应用技术[J].内蒙古煤炭经济，2013(1)：112-113.

[5]成小勇.大采高工作面超高巷道掘进支护技术[J].煤矿开采，2009(5)：55-56.

(收稿日期2016-03-30)