3-边角061运输巷道掘进施工技术分析

赵 亮(山西省长治经坊煤业有限公司, 山西 长治 047100)

1 前言

经坊煤业3-边角061运输巷道施工采用综合机械化工艺，满足3-边角06工作面回采时的通风、行人、运输、管线敷设等要求。

3-边角061运输巷道(即3-边角06工作面运输巷道)设计长度为988.59m，运输巷道中需掘进临时水仓5个，无轨胶轮车掉头硐室2个，材料、油脂硐室各4个。依据3-边角061运输巷道支护设计，3-边角061运输巷道为矩形断面，净宽为5.2m，净高为3.1m，沿3#煤层底板掘进。

3-边角061运输巷道施工过程中，采用机掘法施工，在施工水仓、硐室、瓦斯钻场及穿越地质构造带时采用钻爆法掘进，爆破时采用全断面一次爆破。

2 机械法施工

3-边角061运输巷道施工过程中，在一般地质条件下采用机掘法施工。具体施工方法如下。

2.1 机掘施工工序

工序：交接班→安全检查→准备工作→掘进机割煤、出煤→退机→敲帮问顶→连接顶网与顶钢筋梁→临时支护→安装顶锚杆→铺设帮网→安装帮锚杆→安装锚索→进行下一循环。

2.2 机掘施工方法

1.割煤、出煤

掘进机割煤前，先由掘进机正司机发出警报后，通知工作面人员全部撤出，确认安全后开始割煤。掘进机以S型截割轨迹割煤，首先从工作面中部开始掏槽切割，然后由上向下S型割煤，截割深度为0.8m/次。割煤时由正司机负责操作掘进机，副司机在永久支护安全区负责看护巷道成型和顶板情况，发现异常情况必须及时通知正司机停机。割煤、出完煤后将掘进机退离工作面5m距离，然后将切割头落于巷道中线附近底板上，断开掘进机上的电源开关和磁力启动器的隔离开关，并为切割头加装护罩。掘进机截割轨迹如图1所示。

图1 掘进机截割轨迹

2.敲帮问顶

在出煤完成后、人员进入工作面前，由班长利用长度不小于2.5m的长柄工具站在有效支护安全区认真进行敲帮问顶并及时处理活矸、活炭；有顶板离层等异常情况时，要及时采取措施；待确认安全后方可进入工作面开始进行下一工序作业。

3.连接顶网

作业人员站在操作平台上，在永久支护区将准备好的金属网与前一排网联接(金属网之间长边搭接100mm,短边搭接200mm，联网时用16#铅丝双边双联、双丝双扣、孔孔相连，必须连接牢固)，然后将钢带固定在网上。作业人员上操作平台前，必须详细检查平台的牢固情况，作业时时刻保持头脑清醒，注意力集中，身体重心稳固。

4.吊环式前探梁临时支护

托起顶网及钢带，前移前探梁，前探梁必须移设至掘进工作面煤墙，然后将背板背紧背牢。

5.永久支护方式

支护形式为“锚杆+网+钢筋梁+锚索”；锚杆支护工序为由外向里、先顶后帮、先中间后两边。

6.支护工序

1)安装顶锚杆

(1)利用MQT- 130/3.0S锚杆钻机钻顶眼，钻机必须支设牢固。采用φ32mm钻头，先用1.2m中空六方短钻杆钻进，然后更换为2.4m钻杆。钻眼时，严格按锚杆间、排距设计进行，钻机升起使钻头插入相应的钢筋梁孔中，然后开动钻机进行钻眼。顶锚杆眼深为2 350mm，误差0～+30mm，钻孔角度与顶板垂直，误差不大于5°。钻头钻到预定眼深后，下缩锚杆机同时清孔，清除煤粉和泥浆。

(2)锚杆推至眼底后继续搅拌30s方可停止搅拌。停止搅拌后等待一分钟左右，利用风动扳手拧紧螺母，使锚杆具有一定的预紧力矩。用力矩扳手检验锚杆的预紧力矩不得低于320N·m。锚杆外露为螺母丝扣外10～40mm。

2)安装帮锚杆

(1)用ZQS- 50/1.8S型气动手持式锚杆钻机安设帮锚杆，两人一组进行操作，按设计角度及位置钻帮眼。眼深为2350mm，误差0～+30mm，锚杆孔实际钻孔角度相对设计角度不得大于5°。钻头钻到预定眼位后，收回锚杆机同时清除孔内的煤粉和泥浆。

(2)锚杆推至眼底后继续搅拌30s后方可停止搅拌。停止搅拌后等待一分钟左右，利用风动扳手拧紧螺母，用力矩扳手检验锚杆的预紧力矩，不得小于320N·m。

(3)撤出工作面迎头人员、机具，进行下一循环。

3)安装锚索

严格按照正规循环作业图表规定安装锚索，锚索间距为2 400mm，排距为1 600mm，锚索长度为9 000mm。

在现场施工时，根据实际地质条件变化，及时调整锚索的长度和缩短排、间距。

3 爆破施工工艺及流程

在巷道进行硐室水仓施工、过特殊地质构造段时采用钻爆法施工。具体爆破方法如下。

3.1 爆破施工流程

过地质构造带时，支护方式采用锚网+木棚联合支护、短掘短支，每个循环进度缩短为0.8m，并增加锚索补强。当施工到曲线起点时，由测量人员标出曲线起点，给出曲线段施工中心线，按照施工中线向前掘进。

施工工艺流程：交接班→安全检查→准备工作→钻眼→装药→联线→安全检查→放炮→安全检查→挂顶网、固定钢带→临时支护→安装顶部锚杆→出矸石(煤)→安全检查→挂帮网→安装帮锚杆→安装锚索(进行下一循环作业)。

3.2 爆破方式

(1)该掘进工作面必须使用安全等级为三级的煤矿许用乳化炸药和煤矿许用毫秒延期电雷管。

(2)掏槽方式为斜眼掏槽法。

(3)装药结构：正向装药结构。

(4)起爆方式：起爆使用FD- 200型发爆器，一次装药全断面一次起爆，联线方式为串联联线。

3.3 技术要求

(1)掏槽眼采用斜眼掏槽。

(2)严禁反向装药、不偶合装药。

(3)爆破工必须依照爆破说明书进行爆破作业。

(4)实际施工过程中，根据煤质及岩石硬度系数变化，及时调整爆破说明书相关参数。

4 爆破法施工工艺

4.1 湿式打眼

打眼前，首先对距工作面20m范围巷道内洒水降尘，然后由班长利用长度不小于2.5m的长柄工具站在有效支护安全区认真进行敲帮问顶并及时处理活矸、活炭；有顶板离层等异常情况时，要及时采取措施；待确认安全后，班长、打眼工方可根据爆破说明书点好眼位、打眼的角度和深度，打完眼后，验收员检查钻眼质量是否符合规定，否则重新打眼。

4.2 装药

先将引药的雷管脚线放开(放一个装一个)，清除炮眼内的煤粉或岩粉后，按照规定的装药结构和装药数量，在眼口内排列好，然后一人一手捏住脚线头，另一手用木质炮棍轻轻将药卷送入眼内，使彼此密接，然后送入黏土炮泥，轻捣封严，再送入水炮泥，水泡泥外剩余的炮眼部分应用黏土炮泥封实。严禁用煤粉、块状材料或其他可燃性材料作炮眼封泥。无封泥、封泥不足或不实的炮眼严禁爆破。装药后，必须把电雷管脚线悬空，严禁电雷管脚线、爆破母线与运输设备、电气设备以及采掘机械等导电体相接触。(注：要始终提住脚线，以免捅破，最后将外露脚线绕成圈，置于眼口)

4.3 爆破

(1)爆破前必须打开爆破喷雾，并冲洗工作面20m以内的巷道，严禁煤尘积聚或超限情况下爆破作业[1]。

(2)爆破母线悬挂长度：煤巷直线段不得少于100m(岩巷不少于150m)，煤巷转弯不得少于75m(岩巷不少于100m)。

(3)爆破前，班组长必须亲自派专人在可能进入爆破地点的所有通路上设置警戒，警戒线处要设置警戒牌。

(4)爆破前，班组长必须清点人数，汇报通风调度爆破地点的瓦斯浓度、顶板支护、煤尘情况，待确认无误后，经通风调度同意，方可下达放炮命令。

(5)发爆器的钥匙必须由爆破工本人随身携带，严禁转交他人。不到爆破通电时，不得将钥匙插入发爆器内。

(6)爆破工接到命令后，必须发出爆破信号，大喊三声“放炮了”，至少再等5s，确认无误后方可爆破。

(7)一次装药必须全断面一次起爆，当班装药的炮眼必须本班爆破完毕。

(8)爆破后待工作面的炮烟吹散，爆破工、瓦斯检查工和班组长必须首先巡视爆破地点，检查通风、瓦斯、煤尘、顶板、拒爆、残爆等情况，如有危险情况立即处理。

(9)爆破母线应随用随挂，爆破后，必须将爆破母线从发爆器电源上摘下，并将其扭结成短路存放在指定位置。

(10)爆破后要冲洗工作面20m以内的巷帮。

5 结论

3-边角061运输巷道施工中在一般条件下采用机掘施工，遇到特殊地质条件下采用爆破施工工艺遇到特殊地质条件，为保障掘进工作面过特殊地质条件提供了安全保障。