15110工作面回风巷及钻场施工工艺研究

2019-06-06唐敏

山东煤炭科技 2019年5期

唐敏

(山西阳煤寺家庄煤业有限责任公司，山西晋中 045300)

1 概述

寺家庄矿15110工作面回风巷为回采巷道，15110工作面回风巷主要担任回采时的回风、运料。15110工作面回风巷从现停头以南偏西的方位角水平施工至拐点后，水平施工至向南拐弯20.444m后，再以12°下山施工，预计施工15.907m（平距）后沿15#煤层顶板向南随层掘进，设计南北方向布置，与15108工作面回风巷净煤柱为10m，设计长度为1840m，矩形断面，宽度4.8m，高度4.5m，掘进面积 21.6m2，20.24m2。

15110工作面回风巷在施工期间，采帮每隔60m施工一个钻场（每个钻场位置可根据实际情况变化），钻场为梯形断面，荒断面规格为宽×深×高=6.5m（外宽）/3m（内宽）×4.5m×3.6m。

15110工作面回风巷水文地质条件总体简单，主要水害因素为西侧15108工作面采空区积水，巷道掘进靠15108工作面采空区YJ108-3积水区范围为复杂区(范围230m)，15110工作面回风巷从中央盘区带式输送机巷开口，施工280m靠近15108工作面采空区YJ108-3积水区警戒线，再施工60m靠近探水线，YJ108-3为局部低洼形成的积水区，积水量为1492m3，积水深度为2m，掘进至YJ108-3积水区需制定专项措施进行探放水。其他充水来源有顶板含水层水（K2、K3、K4灰岩水），正常涌水量为2～3m3/h，最大涌水量7～10m3/h。

2 工作面回风巷的施工工艺

2.1 钻场的超前探测

2.1.1 一次性探透方法施工

15110工作面回风巷掘进至15108工作面回风巷钻场北帮5m时采取一次性探透方法施工，探眼采用锚索钻进行施工，在巷道掌头中上部施工2个探孔，1号探孔与掘进方向呈30°布置，2号探孔与掘进方向呈45°布置。探孔布置在距煤柱帮0.3m、顶板往下2m的位置，探透后当班工长必须及时汇报总调度室，总调度室通知相关领导同意后，总调度室方可通知施工队组恢复生产[1]。

2.1.2 探测选择

如果探眼没有探测到钻场，队组每向前掘进1排，进行一次探测。探测至15108工作面回风巷钻场南帮5m后仍未探测出钻场，队组可正常向前掘进，不必再进行探测。

2.1.3 异常处理

施工探眼时如果出现异常情况，工长或跟班队长必须及时撤出所有人员，并及时汇报总调度室。探孔每次施工完毕后，及时采用水泥浆进行封孔，15110工作面回风巷在掘进期间，严格按照地质测量部规定的相关要求进行探测。

2.2 钻场超前充填

2.2.1 掘进

15110工作面回风巷掘进至采空区钻场中部时必须停止掘进，在巷道掌头中上部施工2个注浆孔。1号注浆孔与采空区钻场方向垂直布置，注浆孔布置在距煤柱帮0.3m、顶板往下1.5m的位置；2号注浆孔与采空区钻场方向垂直布置，注浆孔布置在距煤柱帮0.3m、顶板往下1.5m的位置，注浆孔一次性探透，探测深度根据实际情况确定。如果是千米钻场需注两个循环。

2.2.2 填充

没有塌落的15108工作面回风巷钻场，普通钻场按照长×深×高=4.5m×4.2m×3.7m计算，需要充填的体积为69.9m3。千米钻场（梯形）按照长×深×高=19m×5.5m×3.7m计算，需要充填的体积为292.6m3。钻场挂牌管理。

2.2.3 注浆

注浆期间如果注浆孔深度、角度以及方位角无法满足要求时，当班跟班领导、生产技术部有关领导以及注浆厂家可以根据现场实际情况，对注浆孔的角度、深度以及方位角进行调整。

2.2.4 加固

钻场前后3m区段的煤柱帮采用煤岩体加固剂进行加固，钻孔布置在巷道中部，与煤柱帮垂直布置，1、3号注浆孔深度6m，2号注浆孔深度7m，封孔长度2m。

2.3 注浆工艺

2.3.1 注浆过程

注浆时以厂家为主进行施工，施工队组积极配合。注浆泵等其他设备由厂家提供，施工队组准备1根风管、2根Ф42mm高压管路，与注浆泵进行连接使用。施工人员在注浆过程中，应注意查看注浆量、注浆比例及扩散范围，准备好棉纱、木楔。

2.3.2 打孔

注浆时采用锚索钻进行打孔，注浆压力不低于1.8MPa。对钻场进行超前充填时直接打注浆孔进行充填不需要封孔，注满为止。钻场前后3m范围内打孔进行加固时，采用煤岩体加固剂配套的封孔材料。钻孔平面图如图1所示。

图1 钻孔平面图

2.3.3 凝固

凝固后检查注浆质量，准备水、机油以及装水的旧桶，在注浆完毕后，用机油将缸体、注浆管路和注射枪冲洗干净，保证下次注浆时能够正常使用[2]。

2.4 掘进方式

使用EBZ-160型综掘机掘进时从中部进刀，先割上部，左右循环截割，截割高度为2.6～3.0m，循环进度1m。当一个防突小循环施工完毕后及时铲底、补帮，煤头高度影响施工排放孔时，在施工完上部排放孔后可适当铲底后施工下部排放孔。

综掘工艺流程：安全检查→校核中线→试机→进刀、割煤、出煤→安全检查、敲帮问顶→铺顶网、上钢带、临时支护→打注顶部锚索→回撤临时支护→帮部支护→下一循环。

15110工作面回风巷采用EBZ-160综掘机进行施工，严禁采用炮掘施工。

在掘进期间要加强中线管理，严格按照中线施工，发现中线毁损、不一致或控制距离超长，及时联系测量组进行修正或延伸。

15110工作面回风巷掘进至距离15108工作面回风巷钻场北帮3m时，为了防止综掘机在割煤期间造成煤柱帮超宽，截割时将煤柱帮占巷0.3～0.5m，最后人工采用铜镐进行处理，使巷道达到设计的宽度。

2.5 掘进作业

综掘机→带式输送机。15110工作面回风煤巷采用综掘机施工前，要执行公司有关的防突措施，在防突指标合格、K1值不超限的情况下方可采用综掘机截割。截割头从工作面中部进刀由上往下，采用左右循环的截割方法，边截割边出煤，上部割出并支护顶板后铲底刷帮。司机在截割过程中必须严格控制截割高度和宽度，左右以中线控制，保证进刀的深度（不大于0.5m），循环进度为1m。综掘机截割时不得留顶煤，不得截割岩石，截割时要缓慢移动截割头，并且加强内、外喷雾管理。

2.6 15110工作面回风巷钻场施工方法

15110工作面回风巷掘进到设计的钻场位置时，采帮帮部将钻场位置空出，在钻场采取相应的防突措施后，瓦斯含量允许的情况下施工钻场。开口采用综掘机进行截割、装煤（或人工出煤）。钻场采用小抹角开口，综掘机截割不到的地方采用铜镐施工、人工攉煤、综掘机装煤的方式进行施工。当围岩破碎或遇地质构造，导致目前设计支护形式不能满足要求时，队组要及时调整、加强支护，并汇报生产技术部及分管副总工程师，由生产技术部、安监处根据现场实际情况确定合理支护，并补充安全技术措施[3]。