溜煤眼正向扩孔施工技术研究

关富平

(汾西矿业集团有限责任公司贺西煤矿，山西 柳林 033300)

在煤矿生产过程中，溜煤眼具有投入少、工期短、技术简单等优势，能够很好的解决不同层位之间的煤炭运输问题[1～2]。不仅可以作为运煤联巷使用，而且由于空间大还可以存放一定的煤量作为煤仓[3]。现阶段大孔径溜煤岩在矿井生产、运输中的应用更为广泛，但是一些矿井早期建设的溜煤眼孔径一般较小，这就需要对小孔径溜煤眼进行扩孔处理，在扩孔处理施工过程中，施工人员时刻处在高空作业当中。因此在施工过程中保证施工人员的安全是扩孔施工过程中的重中之重[4～5]。文中就对以山西某矿3#皮带巷溜煤眼扩孔技术及采取的安全技术措施进行了研究，以期能为其他矿井遇到类似问题提供一定的参考。

1 工程概况

山西某矿3#皮带巷溜煤主要用以将三采区3#皮带运输的煤炭运输至三采区4#皮带运输(采区主运输皮带)，具体位置见图1。溜煤岩施工范围内岩性以砂质、砂质泥岩为主，岩性赋存稳定。溜煤眼原形状为圆形立眼，直径为1000mm，深度为20m，在溜煤眼底部采用溜煤嘴将煤炭运输至三采区4#皮带运输。溜煤嘴采用12mm钢板加工制作，并通过锚杆固定在三采区4#皮带运输巷顶板上，溜煤嘴下部加工制作开闭门，放煤时开启，平时关闭以防出现串风。

由于溜煤岩孔径仅为1000mm，随着采区生产能力的增加，不能满足煤炭运输需要，同时在使用过程中不同程度出现溜煤岩堵塞情况，迫切需要对溜煤眼进行扩孔处理。

图1 溜煤岩位置示意图

2 扩孔方案

2.1 破岩方式

原溜煤岩设计直径为1000mm，眼深20m随着采区生产能力的提升，溜煤眼已经不能满足运输需要，因此需要进行扩孔。现阶段常用的扩孔方式按照施工方向分为正向扩孔(从孔口向孔底)、逆向扩孔(从孔底向孔口)。矿井经过综合分析，决定采用正向扩孔方式进行施工，将溜煤眼直经由1000mm，扩孔至3000mm(具体见图2)，破岩采用炮掘配合人工风镐的方式进行，爆破后的矸石经溜煤眼下落至三采4#皮带运出。

图2 溜煤眼扩孔示意图

2.2 爆破钻孔布置

溜煤眼扩孔后巷道掘进断面为6.28m3，在砂质泥岩、砂岩中掘进，岩层硬度(f值)在4～6。炮眼施工采用YT-28型凿岩机进行，炮眼深度在1000mm，施工的炮眼孔径为42mm，炸药选用三级矿井乳化炸药，采用串联连线方式，具体在溜煤岩内施工的爆破孔布置见图2，爆破钻孔参数见表1。爆破孔单次爆破时需要乳化炸药、雷管数量分别为56kg、48个。爆破钻孔采用黄泥封孔，深度在0.5m以上。设计的爆破孔炮眼利用率在90%以上，每次爆破进尺深度在0.9m，爆破出岩量为5.65m3。

2.3 爆破安全技术措施

1)炮眼施工前

溜煤眼正向扩孔施工打眼前，必须详细检查四周情况，确保无安全隐患后方可打眼。打眼时必须三人配合作业，一人把钻机，一人扶钻杆，一人注意观察溜煤眼部情况。一旦发现异常，及时停止。爆破后向下攉矸前，必须提前联系好溜煤眼下部人员，设好警戒距离，确认无人员后才可攉矸。

图2 爆破孔布置示意图

表1 爆破孔施工参数

2)炮眼施工及爆破

在施工炮眼时严格按照爆破作业图表的要求进行，打眼前先根据中心线画出溜煤眼轮廓线，并标定眼位；炮眼要求准、直、齐。打眼时，采用湿式打眼，严禁干打眼，严禁戴手套扶钻。打眼完毕后，用压风吹净眼内残渣、积水，检查炮眼施工是否标准、合格，不合格的要立即整改。检查合格后，方可继续作业。

3)爆破后

爆破后，待炮烟吹散后先将溜煤眼上口周围的所有碎石、杂物清理干净；确保溜煤眼内通风良好；行人梯子安全可靠。然后由班组长站在行人梯子上观察溜煤眼内壁四周的情况，并将危岩活矸用长柄工具处理掉，确认无危险后，方可通知其他工作人员进入。

3 扩孔施工安全技术措施

3.1 施工安全准备

1)在拟定扩孔的溜煤眼上口四周设置栅栏，留有施工人员进出的口，并派专人看管，严禁无关人员进入施工区域。

2)在溜煤眼下口搭架，搭架长7m；防止开炮后的渣石直接上皮带；平台上的渣及时清理。

3)先检查三采3#皮带巷溜煤眼处顶板及两帮的支护情况，处理掉危岩活矸，将杂物清理干净；并派专人看管，严防坠物。

3.2 扩孔过程中安全技术措施

1)溜煤眼正向扩孔施工时所有作业人员必须系安全绳，安全绳必须固定在预先施工好的地锚上，牢固可靠无余绳，并派专人看管；所有施工需要小件进包携带。

2)溜煤眼内采用锚网喷支护，溜煤眼口进行全包处理，并且进行喷浆，保证表面光滑。溜煤眼施工循环进度1m，永久支护紧跟工作面迎头。

3)每班由专人检查安全绳、麻绳、行人梯子的完好情况，磨损严重或安全系数低时立即更换。

4)溜煤眼扩孔施工时采用梯子上下人员；行人梯使用自制软梯；在3#皮带巷溜煤眼口外500mm处预先施工地锚丛，梯子上端固定在地锚丛上，且固定牢固可靠；行人梯用锚杆与溜煤眼壁固定，间距1000mm，行人梯与溜煤眼壁的距离不小于200mm。

5)施工人员进入溜煤眼前，先将预先准备好的棚板用麻绳沿溜煤眼壁缓慢吊进溜煤眼内，放好；施工人员进入溜煤眼后，先将活石、碎渣清理干净，然后将棚板铺设在原先施工好的直径1000mm的溜煤眼口上，棚板两头与溜煤眼孔口搭接不小于500mm，一块挨一块，棚板两层，呈“十字”铺设，并用钯钉固定牢固；搭接处不能有碎石，保证搭接在实体岩上；铺完后棚板做编号管理，溜煤眼口中心的棚板为2.5m(1号)，剩余两边棚板长2m(依次2-6号)，保证下一个循环使用时位置不变；只需将棚板固定好后，施工人员方可站在棚板上进行其他作业。

6)在溜煤眼内施工作业时，溜煤眼内安设名明确的信号装置，施工人员必须与溜煤眼外施工人员保持联系，保证退路畅通，发现异常时，及时退出溜煤眼。开炮时将信号装置撤出溜煤眼内。

7)使用麻绳往溜煤眼内运送工具、物料时，沿着溜煤眼壁缓慢下放，溜煤眼内的施工人员站在另一侧，防止工具、物料下坠砸伤施工人员。

8)上下运送锚杆机、风镐、锚杆、钢筋网时，上方两人用麻绳拖拽，要慢拉慢放。

9)清理架板上的渣时注意事项：先在直径1000mm的溜煤眼下口边缘往外300mm处对称施工4根Φ16×1200mm型圆钢锚杆，将预先准备好的防护网的4个角固定在锚杆上，用来保护架上的清理人员。开炮时将防护网拆除。

3.3 溜煤眼正向扩孔施工后

溜煤眼贯通后，溜煤眼上口安装篦子，篦子采用工字钢加工，篦子网格为300×300mm，篦子超出溜煤眼边缘0.5m。篦子必须安装牢固，溜煤眼周围设置栅栏，悬挂警示牌，严禁无关人员靠近。

4 总结

溜煤岩设计扩孔深度为20m，采用设计的扩孔施工技术方案及安全技术措施，每日保持1.8m进尺，整个扩孔工作耗时11天完成。在扩孔过程中未无人员存在碰手碰脚和伤亡事故，实现了溜煤岩安全、高效扩孔。