北陽莊礦11505進風巷改造工程設計及施工工藝

肖 剛（開灤（集團）蔚州礦業有限責任公司北陽莊礦,河北 蔚縣 075700）

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北陽莊礦11505進風巷改造工程設計及施工工藝

肖 剛
（開灤（集團）蔚州礦業有限責任公司北陽莊礦,河北 蔚縣 075700）

摘 要：北陽莊礦位于河北省張家口市蔚縣涌泉莊鄉北陽莊村，設計生產能力180萬噸/年。北陽莊礦西翼地質條件復雜，施工的時候采用了巷探及鉆探結合方式。施工結束后，發現11503進風巷B11和B17點之間大部分均為巖巷，假如按原采面進行回采，回采時需要采大量矸石。為了能提高采面產量及煤質，決定重新改造巷道。

關鍵詞：巷道改造；工程設計；貫通

1 工程概況

11503回風巷掘進450米之后開始拐彎掘進切眼，切眼長度180米，11503進風巷掘進到380米時，為了能實現與切眼準確貫通，采用了定方位、定角度的貫通方式貫通。11503進風巷掘進時，僅B11點和B17點之間（185米）就遇到兩條正斷層、兩條逆斷層，最大落差為10.5米，導致B11點和B17點之間有160米巖巷。 假如工作面按照原設計布置，回采時必須通過這160米矸石段，造成采煤機磨損嚴重，且降低產量及煤質。為了避免出現這種情況，決定重新改造巷道。根據地質條件分析，最終決定將11503、11505工作面重新設計，即將11503工作面進風巷作為11505工作面進風巷，之后重新掘進一條11503進風巷，同時將11503進風巷與切眼貫通點前后155米巷道重新按照11°上山掘進，找到煤層后沿著煤層頂板掘進。

新設計巷道工程量155米，即自B11點前14.253米以11°上山開始挑頂掘巷道，上坡段60米，之后找到煤層頂板，沿著煤層頂板掘進，工程量95米。

改造巷道成本較低，但是掘進較困難，存在一定風險。為了保證施工安全及工程進度，我單位經過詳細研究決定在原巷道架棚子打設木垛加強支護。

2 前期準備工作

為了保證安全，計劃采用如下施工工藝，首先在原巷道上架設U型棚，架設完棚子之后，在棚子下面打設木垛。

（1）U型棚規格及布置：采用25U4.6m的平頂拱棚子。棚距：900mm；（2）木垛規格及布置方式：木垛使用3米大板由底接頂，木垛中間及四周空隙處使用編制袋裝矸石填實。木垛具體布置如下：1）從B11點外16.4米至B11點，打3米大板階梯狀木垛，一組緊靠一組，每組遞增0.5米；2）從B11點至B12點以里2.5米區域，打3米大板木垛一組緊靠一組；3）從B12點以里2.5米至B12點以里15.5米區域，打3米大板木垛每隔5米一組；4）從B12點以里15.5米至B14點以里11.2米區域，打3米大板木垛每隔10米一組；5）從B14點以里11.2米至B15點以里7.6米區域，打3米大板木垛每隔5米一組；6）從 B15點以里7.6米至B16點外7.8米區域，打3米大板木垛一組緊靠一組；（3）通風系統：施工的時候在北翼皮帶大巷安裝風機，風筒經11503回風巷、11503切眼至11503原進風巷切眼兩側。為了保證11505進風巷施工，在北翼軌道大巷安裝風機，風筒經北翼軌道大巷、軌皮聯巷、北翼皮帶大巷，至11505進風巷迎頭。

3 施工方法

機掘至B11點前141.69m，停止機掘，改用放炮掘進，炮掘2排后，向下方巷道打探眼確定巖層厚度。確定巖層厚度以后，根據厚度情況確定炮眼深度，待炮眼深度確定后，放炮崩開底板填實下方巷道，填充物使用煤、矸、水泥，并注水充實，待填充物硬化后，掘進機通過，全斷面貫通原巷道。

具體工藝，由于原巷道B11點前方21米的位置原為下山10°，現在改為上山11°掘進，最高的地方需要挑頂7.7米，但是掘進機最大爬坡角度為16°，最大截高為4.5米，為了能保證爬坡到設計位置，我們采用了分層施工法，即先按照掘進機最大爬坡能力，進行挑頂掘進至最高位置，將挑落的矸石墊至掘進機下，然后退回掘進機，再重新向前挑頂掘進，第二次掘進時按照11°坡度掘進至設計坡度。

為了保證施工安全，在第一次掘進的時候，對巷道兩幫及頂板進行了加強支護，為了保證掘下的矸石能承受住掘進機的壓力，采用了在矸石中攪拌水泥的方式，保證了掘進機的上山角度。

按照此施工方法，掘進機順利按照11°上山進行了爬坡，找到煤層之后，沿著煤層頂板進行掘進，在即將貫通位置，即掘進至B11點前141.69m的時候，為了保證巷道能承受住掘進機的壓力，我們采用了向底板打探眼的方式，在巷道層間距小于5米的時候，我們采用放炮往前掘進，用掘進機進行出矸。

貫通時放炮布置方式：首先放炮平掘，掘2米后，將掘進機后退，在迎頭2米內底板打眼進行爆破，將巷道整體落下，填實下面的巷道，然后掘進機爬過去，繼續下一個循環，直至巷道貫通。

4 支護形式

巷道在挑頂掘進時按照正常巷道支護設計支護，在斷層處、托煤頂處及頂板破碎帶打設錨索鋼帶加強支護。錨索雙趟布置，距幫1.3米，間距2m，排距2m。錨索為直徑15.24mm的高強度低松弛預應力鋼絞線及配套鎖具和托盤。鋼帶為4.4米W鋼帶。

5 施工時需注意的問題

（1）差10m貫通時，必須一排一循環，嚴格控制好空頂距，并使用好臨時支護；（2）必須有領導在現場指揮，瓦斯檢查員重點檢查挑頂巷道迎頭、貫通點處和11503切眼的瓦斯、風量及其它氣體的含量；（3）掘進過程中使用好前探梁臨時支護。認真檢查頂板和兩幫情況，堅持做好敲幫問頂工作，按先頂后幫，先上后下，先外后里的順序進行敲幫問頂；（4）貫通后及時對巷幫進行支護，保證幫壁的完整性；（5）為了防止巷道漏風，在貫通點處混入水泥和氯化鎂；（6）提前拆除貫通點風水管路和電纜，將貫通點處雜物移走；（7）完善排水系統，排水設施要緊跟迎頭；（8）做好兩條巷道的間距確認工作，地測科要每天測量挑頂巷道迎頭標高，層間距小于安全值時要及時采取措施，巷道貫通前要加強兩端支護。

6 結論

（1）地質條件比較復雜時，采用巷探+鉆探結合的方式，可以更加確切的探清楚煤層賦存情況；（2）采面布置時，不要一成不變的保持原設計，可以在地質條件明確的時候調整采面設計，以增加產量、提高煤質；（3）巷道層間距小于5米時，可以在下層巷道采取架設U型棚+打木垛聯合加強支護的方式，其承載力能達到掘進機的重量。（此例掘進機重量80噸）；（4）巷道斷面大時，掘進機爬坡能力不足、掘進機截高不能掘進巷道全斷面時，可以采取分層掘進的施工方法，即先施工下部巷道，暫時先不出矸，掘進機通過堆積的矸石爬坡，整個巷道斷面形成之后，再進行出矸。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.078