回采巷道一次成巷的優越性

摘要：在2010年，神寧集團梅花井煤礦116101工作面運輸巷采用一次成巷，即巷道掘進、永久支護、噴漿、地坪、安設永久管路等五個分部工程視為一個整體，前后連貫地、最大限度地同時施工，一次做成巷道，不留收尾工程。實踐證明：116101工作面運輸巷在頂板破碎、工序復雜的環境下具有作業安全、施工速度快、施工質量好、節約材料成本、施工計劃管理可靠等優點，2010年在神華集團董事長張喜武視察時給出了高度評價：116101工作面運輸巷的成功經驗要向全神華集團推廣。

關鍵詞：一次成巷 效果顯著 優越性

1 工作面概況

神寧集團梅花井煤礦116101工作面運輸巷設計長度4357m，6及6-1煤層層厚度變化范圍在1.75～5.07m之間，平均厚度4.2m，平均有益煤厚4.2m；6煤及6-1為黑色，暗淡型，瀝青光澤，參差狀斷口，沉積穩定，煤層結構簡單；6煤普氏系數為1.8。煤層直接頂為粉砂巖，老頂為細砂巖，直接底為粉砂巖，老底為細砂巖。工作面正常涌水量為3.0～6.0m3/h，最大涌水量為10m3/h。116101工作面運輸巷綜掘工作面巷道斷面形狀為直墻半圓拱形，巷道掘進寬度5400mm，高度3800mm，掘進斷面積17.4m2，永久支護采用錨、網、索、帶+噴聯合支護，全斷面一次成巷。錨桿選用左旋無縱肋金屬螺紋鋼樹脂錨桿，頂部錨桿規格為φ20×2500mm，幫部錨桿規格為φ20×2200mm，頂、幫部錨桿均使用兩節樹脂藥卷；錨桿間、排距800×800mm，“矩形”布置，每根錨桿充填Z2370的樹脂藥卷2節，全長錨固；拱部及幫部錨桿配套的鐵托板規格120×120×10mm；幫部錨桿外加木托板，規格為400×200×50mm，安裝時，幫部鐵托板安裝在木托板上面，木托板短邊垂直于巷道底板。拱部掛鋼筋網，幫部掛塑料網。鋼筋網由φ6.5鋼筋加工而成，規格為8700×800mm，網孔規格為150×150mm，幫部塑料網，塑料網規格為10000mm×1200mm，要求金屬網長邊對接，金屬網短邊與塑料網搭接100mm，使用14＃鉛絲扣扣相連；鋼帶選用Φ16圓鋼焊接，規格為7280×80mm。采用錨索桁架進行加強支護，錨索桁架有兩套錨索及2.4m的14號熱軋輕型槽鋼梁組合形成，錨索規格為φ17.8×5500mm，沿巷道方向三列布設，錨索間、排距2200×2000mm，每根錨索填充Z2370的樹脂藥卷3節及1個鋼托板錨固。噴射砂漿厚度為50mm，砂漿強度為M7.5。地坪設計厚度100mm，水溝規格400×300mm，地坪、水溝混凝土強度為C20。

施工方法為116101工作面運輸巷采用激光定向，EBZ-150型掘進機截割，掘進機轉載機、膠帶輸送機配合出渣，輔助運輸方式為無軌膠輪車運輸。使用液壓錨桿鉆機和煤電鉆打設錨桿，錨索采用風動錨桿機打設錨索，全斷面一次成巷的施工方法進行掘進。

2 施工方案的比較

在梅花井煤礦組建綜掘隊伍后施工的114202工作面運輸巷，設計沒有噴漿、地坪及管路延接的施工，導致巷道在施工中出現了很多問題：

2.1 巷道頂板風化，遇到淋水段頂板泥化，巷道變形嚴重，頂板下沉、脫層，后期維護量很大，挑頂、重新進行二次支護。

2.2 運輸條件差

2.2.1 物料運輸

由于巷道底板沒有硬化，巷道底板遇水泥化，膠輪車無法進入，只能把材料運至巷口的材料碼放處，全部由人力扛運至掘進工作面，每班需4—6人進行扛運物料。

2.2.2 人力運輸

每班上下班工人坐膠輪車至114202工作面運輸巷巷口，所有施工人員全部行走至工作面或從工作面走至巷口。

在運輸環節上，浪費了大量的人力及物力。

2.3 排水系統不暢通、巷道淋水大時巷道底板泥濘，文明生產差。

2.4 掘進速度慢

由于巷道頂板破碎，運輸條件差，導致了掘進速度緩慢。

2.5 生產環境存在安全隱患

巷道底板泥濘，頂板掉包，存在很大的安全隱患，給安全生產帶來了威脅。

針對以上問題，總結后得知以上問題的存在主要原因是：

2.5.1 由于地坪未及時施工，導致物料、大型設備無法直接到達工作面。

2.5.2 未及時噴漿封閉圍巖，導致頂板下沉嚴重、巷道變形、后期維護量加大。

2.5.3 排水管路未及時延接，導致巷道內的積水無法排出。

在116101工作面運輸巷施工前針對上述問題，逐一進行優化：

①增加巷道寬度，確保運輸空間。

②及時施工地坪，確保物料及人員能直接進入到工作面。

③及時噴漿封閉圍巖，確保頂板完整。

④各種管路延接至工作面，確保工作面的供風、供水、排水的便利。

⑤行車反光牌與地坪進度一致。

3 施工組織

116101工作面運輸巷采用“三·八”制作業方式，中、夜班掘進，早班檢修、延接管路，并且在中、夜班平行施工錨索、噴漿（地坪），噴漿班噴漿施工2天，地坪施工1天，根據現場實際經驗，這種施工組織既能滿足116101工作面運輸巷一次成巷的要求，又能保證巷道的快速掘進。

4 施工技術要求

4.1 錨索滯后掘進工作面不得超過40m。

4.2 地坪、噴漿滯后工作面不得超過100m。

4.3 供水管、壓風管滯后工作面不得超過50m，排水管滯后工作面不得超過100m。

4.4 頂板穩定、無淋水、條件好時，最大控頂距1800mm，最小控頂距200mm，頂板破碎時，最大控頂距1000mm，最小控頂距200mm。

4.5 頂部錨桿緊跟工作面，幫部錨桿滯后工作面不超過10m。

4.6 巷道每隔50m設置一組ZKBY-IIA型頂板離層觀測指示儀，每七天觀測一次，若發現深部位移超過30mm，淺部位移超過50mm，位移速度超過3mm/d，及時采取措施進行控制巷道變形。

5 施工效果分析

5.1 巷道掘進速度快

回采巷道采取一次成巷后，116101工作面運輸巷（機掘）正常情況下每月進尺在450m以上，最高月進尺520m，為116101綜采工作面提前安裝及原煤生產創造了有力條件，屬于集團公司大斷面回采巷道掘進速度處于領先的行列。

5.2 支護效果顯著

一次成巷后，巷道圍巖封閉，不風化，巷道頂板穩定，116101工作面運輸巷目前已投入116101綜采工作面生產原煤，根據現場使用情況，頂板完整、穩定，根據頂板離層指示儀顯示巷道最大下沉量為45mm，其他大部分處于30mm以下，無需進行二次維護。

5.3 經濟節約效果顯著

116101工作面運輸巷一次成巷主要是減少了后期的巷道維護量，節約了運輸物料的人工費用，加快了工作面掘進速度，相對來說，節約了很大一部分費用。

5.4 巷道衛生清潔，施工環境安全

116101工作面運輸巷采用一次成巷后，巷道衛生清潔，行人、行車安全可靠，工作面物料、設備歸類碼放，擺放井然有序，現場施工環境安全可靠。