巖巷大斷面綜掘快速施工技術應用

文/王宏

巖巷大斷面綜掘快速施工技術應用

文/王宏

我國煤礦煤層賦存條件不同，呈多樣性，井下地質條件復雜多變，特別是遇到斷層、陷落柱等地質條件變化，給礦井施工及安全工作帶來很大困難。此外，局部地區還存有較大差異，煤層厚薄也有較大差距，特別是在中厚煤層礦井，為保證采掘不失調，每年開拓工程量較大，甚至不能保證采掘正常開展，嚴重影響了礦井的經濟效益。中煤第一建設有限公司山不拉煤礦為資源整合礦井，整合前業主追求效益最大化，忽視了向下部水平延伸工程。整合后，山不拉煤礦為保證礦井持續發展，通過對巖巷大斷面綜掘快速施工技術進行探索和實踐，改進了掘進和支護水平，革新了施工工藝，優化了勞動組織，實現了巖巷的快速掘進，為類似煤礦大斷面巖巷快速掘進提供了經驗和依據，對礦井的安全正常生產提供了技術保障。

一、礦井概況

山不拉煤礦為中煤第一建設有限公司全資收購的第一座煤礦，礦井由原山不拉煤礦、原準格爾旗羊市塔鎮高家梁煤礦、原準格爾旗羊市塔鎮焦粉廠煤礦及擴大區部分組成，井田面積為6.35km2，礦井設計生產能力1.2Mt/a，服務年限20年。礦區含煤地層的構造形態總體為一向NW傾斜的單斜構造，傾角1°～3°，沿走向發育有寬緩的波狀起伏。礦區內發育有3條正斷層F2、F3、F4，將礦井劃分為三個盤區。目前一盤區回采已基本結束，根據工作安排，將采用懸臂式EBZ-200H硬巖綜掘機+錨桿鉆機掘進+ DSJ80/40/1×40皮帶運輸的方式，對三盤區巷道進行快速掘進開拓。

二、巷道快速掘進技術應用

1.巷道布置

三盤區3-1煤運輸斜巷，主要擔負回采期間的運輸及進風，設計全長為670.9m。方位角為180°00′00″，坡度+10°30′，為三心拱形，由三盤區3-2煤向3-1煤進行施工，全巖。

水溝布置在巷道左幫，水溝凈規格為300×250mm。

2.巷道規格及支護

(1)煤運輸斜巷凈斷面規格為寬×高=4950×3325mm，斷面積為14.61㎡，巷道設計為全斷面錨網索噴支護，噴層厚度為75mm，砼標號為C20。

(2)巷道支護材料

錨桿。頂板采用螺紋鋼錨桿（規格 Φ18×2000mm），呈矩形布置，每排布置7根錨桿，錨桿間排距為1000×1100mm，托盤規格為150×150×6mm碟形托盤，每根錨桿使用 CK2335型錨固劑一支，Z2360型錨固劑一支，錨固力為70KN，扭矩力不小于100N·m。

錨索。采用高強度低松弛鋼絞線（Φ17.8×6300mm），錨索尾部有高強度錨具，預應力不小于150KN，呈單排居中布置，排距為3300mm，每根錨索使用CK2335型錨固劑一支和Z2360型錨固劑二支，錨索托盤規格為 300×300× 10mm鋼板。

網片。頂板采用Φ4mm圓鋼加工的金屬網，網片的規格為2000× 1200mm，網孔規格為100×100㎜。

3.施工工藝

(1)施工方法。巷道采用EBZ-200H綜掘機全斷面一次成巷掘進。山不拉煤礦打破常規綜掘施工慣例，利用早班時間把中夜班施工所用工器具、皮帶延伸、鉆孔施工、支護材料等準備完畢，為中夜班生產班創造生產施工條件。中夜班生產班掘進機司機根據巷道輪廓線進行切割，切割巷道起拱線上部后，及時對頂板進行支護，有效減少空頂時間，保持頂板穩定性。等起拱線上部支護完畢后，立即轉入下一個循環的施工，最后一個循環把幫部支護完畢，交給下個生產班，早班專人對巷道進行噴漿成巷。這種施工方法，比以往全斷面一次切割大大節約了時間，增加了循環個數，還能及時全斷面支護，有效控制頂板。

(2)施工順序。掘進機截割之前，按照巷中腰線和設計斷面尺寸用紅漆畫出工作面輪廓線，然后掘進機司機開機空載試運轉后開始切割，掘進機每循環進尺1100mm，一循環一支護。

掘進機截割順序：先從煤層底部進刀，左右循環全斷面向上截割，如有達不到設計斷面的地方，可進行二次修整，使斷面達到設計要求。當遇到硬巖時，不應勉強截割，對超過全斷面2/3以上大面積硬巖部分先采取松動爆破再進行截割，對有部分露頭硬巖時，應首先割其周圍部分，使其墜落，不可強行截割。

(3)循環流程。交接班→延伸皮帶→畫巷道輪廓線→進行巖層截割→敲幫問頂→前探梁臨時支護→頂、幫部永久支護→進入下一循環。

(4)支護前的安全工作（敲幫問頂）。在出矸完畢人員進入工作面前，跟班隊長要利用長柄工具進行認真的敲幫問頂，找頂時，應由外向內，由頂向幫逐段找凈，一人找頂，一人監護。確認安全無誤后，方可進入工作面開始進行下一工序。

4.施工說明

（1）施工時嚴格執行“有掘必探，先探后掘”的原則。

（2）嚴格執行 “敲幫問頂”制度，作業前排除迎頭活矸、危巖，確保安全。

（3）如遇地質變化及時與生產技術部聯系，另行編制安全措施。

（4）如實際揭露煤巖破碎，頂板條件差時，應采取措施加強支護。

5.運輸方式

施工時，綜掘機將切割的矸石通過皮帶機運到主運輸系統，再運至地面指定地點。材料運輸由無軌膠輪車運至巷道內，人工搬運上架并碼放整齊。

6.勞動組織及主要經濟技術指標

勞動組織。實行“三八”制作業，一個準備班，兩個生產班，嚴格按循環圖表施工，按勞動組織圖表進行分工，責任明確，嚴格執行崗位責任制、交接班匯報制度。

施工進度。早班進行檢修，為生產班做準備工作。中、夜班各4個循環，每循環進尺1.1m，日進尺8.8m，月進尺220m，緩解了向水平延伸巷道的開拓時間節點，取得了較大的經濟效益。

三、巷道快速掘進的保證措施

1.掘進施工設備配置。掘進機后除配置廠家配套二運外，礦自主加工相應電纜儲存筐、電纜跑道裝置，既有效保護了電纜，又減少了在切割期間人員的使用。

2.及時改進施工工藝。優化施工方案，把原來切割后進行一次支護，改為切割后頂板和幫部分開支護，增加支護機具，做到平行作業，大大節省了支護時間，提高了切割的循環個數。

3.加強正規循環作業。有效組織施工，改變過去掘支混亂的狀況，掘進期間充分利用時間為下道工序備用材料，每個循環不為下道工序遺留尾工，周而復始，始終按正規循環作業，提高工作效率。

4.加強設備檢修，確保生產班機械正常運行。綜掘工作面快速施工，設備運行是關鍵。充分利用早班檢修時間，按掘進機維修環節、膠帶機延伸工序等加強檢修，保證生產班設備的正常運轉。

5.強化施工現場管理，逐步提升管理水平。施工現場每班都要按照礦井制定的質量標準化要求規范現場，并從安全、進尺、工程質量等方面綜合考核，規范職工操作行為,逐步提升管理水平。

四、結語

目前，山不拉煤礦巖巷綜合機械化快速掘進，已取得了階段性成果，效果顯著。通過巖巷快速施工，為水平延伸爭取了寶貴時間，緩解了向三盤區延伸的節點，為盤區巷道布置及工作面接續創造了條件。同時，在掘進過程中積累了豐富的經驗，為今后的施工創造良好的環境。

（作者單位：中煤第一建設有限公司山不拉煤礦）

（責任編輯：周瓊）