淺談掘進巷道在貫通通過冒落區的實踐與應用

宋作文+王紅亮+牛永江

摘 要：在井工掘進中，過空巷冒落區不僅是安全管理的關鍵環節，也是影響掘進施工效率的薄弱環節。根據過空巷冒落區的現狀、掘進過程中出現的問題進行了深入分析，總結了以往過空巷冒落區的工作經驗，采取了一種新的施工方法，在施工過程中取得了較好效果。

關鍵詞：空巷冒落區；煤礦；煤炭；采煤柱面

中圖分類號：TD712.2 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.11.123

隨著王莊煤礦開采的不斷深入，煤炭儲量逐漸減少。為了提高煤炭資源回采率，回采煤柱面在逐漸增多。在掘進過程中，經常會遇到一些空巷冒落區。針對52M1運巷掘進段共計通過13條空巷，根據第一條貫通巷道冒落區現場分析，提出了合理的施工方案，通過現場施工，提高了工作效率和安全系數。

1 工作面地質條件及基本概況

王莊煤礦所采煤層為沁水煤田3#煤，賦存于二疊系山西組地層中下部，為陸相湖泊型沉積。在工作面范圍內，煤層厚度穩定，煤層下部有2層較厚夾矸，夾矸總厚度為0.25 m，煤層平均厚度為6.5 m。根據地質資料分析，從而整體上看，該巷道是一個由西向東傾斜的單斜構造，工作面整體為上山掘進，煤層傾角在1°～5°。

52M1工作面位于52采區，北面為52/3#已采工作面，南面為1302，1309，1308，1307，1306已采工作面，北接630北皮帶運輸巷。52M1運巷設計長度為917 m，斷面為5 m×3.2 m矩形斷面，巷道沿底板掘進，采用錨網支護方式。根據資料顯示，52M1運巷分別掘進至開口往內284 m時與1309風巷貫通，開口往內304 m時與1309上運巷貫通，開口往內322 m時與1308運巷貫通，開口往內346 m時與1308探巷貫通，開口往內376 m時與1#貫眼貫通，開口往內498 m時與1308瓦斯巷貫通，開口往內511 m時與1308風巷貫通，開口往內532 m時與1307風巷貫通，開口往內550 m時與1307瓦斯巷貫通，開口往內700 m時與2#貫眼貫通，開口往內740 m時與1307運巷貫通，開口往內750 m時與1306風巷貫通，開口往內767 m時與1306瓦斯巷貫通。共計13條冒落空巷，均為平面貫通，原冒落空巷設計均為工剎支護，斷面為3 m×3 m。

2 原過空巷冒落區的施工工藝

2.1 貫通

延底板掘進至264 m與1309風巷貫通前20 m時，在巷道中上部、中下部分別打1組探眼，每組2個直徑為200 mm的探眼，瓦檢員對探眼內的瓦斯進行檢測，當瓦斯濃度在0.8%以下時方可繼續掘進；當瓦斯濃度超過0.8%時，應錯開風筒對著孔口吹風進行瓦斯排放。貫通前2 m，瓦檢員重點關注探眼內的瓦斯變化情況。貫通時，先進行小面積貫通，瓦檢員檢測貫通地點瓦斯，確保瓦斯不超限作業。

2.2 加固

在貫通前5 m開始對頂板進行錨索加強支護，錨索采用Φ18.9 mm、長度為7 300 mm的錨索加強支護，由原來的“3-2-3”的布置方式變為“4-3-4”布置，1排4根錨索的間距為1 000 mm，排距為1 600 mm，采用鋼筋梯子梁橫向連鎖，鋼筋梯子梁使用Φ14 mm×4 200 mm×96 mm圓鋼焊制的雙筋雙梁鋼筋梯子梁；1排3根錨索的間距為1 500 mm，排距為1 600 mm，采用鋼筋梯子梁縱向連鎖，鋼筋梯子梁使用Φ14 mm×3 000 mm×96 mm圓鋼焊制的雙筋雙梁鋼筋梯子梁。每根錨索采用的樹脂藥卷型號為（CK+Z）2360（1支）、Z2360（2支），錨固長度為2 200 mm。錨桿更改為Φ22L 2 000 mm的玻璃鋼錨桿，不再鋪設鋼筋梯子梁與金屬網，增加了臨時支護，便于后期施工。

貫通后，在保證退路暢通的情況下，由有經驗的工人站在冒落矸石上的安全地點進行敲幫問頂、找凈活煤活矸后，在冒頂區域打設1排戴帽點柱。

在冒落區支護中，首先人工對冒落的松動矸石進行處理，在作業時，應防止矸石滾落傷人。開始進行支護作業，步驟為：找頂→鋪網、聯網、上頂鋼帶→打頂錨桿（錨索）→幫錨桿支護。空巷冒落區兩側加固支護不小于5 m，支護工藝符合相關規定。

2.3 冒落區砌墻施工

對冒落區的矸石進行清理，矸石清理完成后，在距離冒落區5 m的位置擴幫，左幫擴700 mm，右幫擴600 mm，使巷道寬度達到6.3 m寬，高度為3.2 m，并對兩幫進行永久錨網支護。

在兩幫支護完成后，施工人員順巷道砌墻，前進左幫為料石墻，料石墻厚度為0.6 m，前進右幫為紅磚墻，紅磚墻厚度為0.5 m，高度為3 m。施工時，用洋鎬、鍬等工具挖出墻體基礎，基礎要做到實底，并用砂漿鋪50 mm基礎砌墻，邊砌邊充填，灰縫飽滿，充填實在，墻體上表面平整。

待巷道兩側墻全部砌至設計高度且凝固24 h后開始上梁，梁為6.0 m長的礦用11#工字鋼梁，棚距為400 mm，4人抬起棚梁按照設計棚梁所在位置放好棚梁，檢查棚距，合格后用支石將梁頭背緊背牢，每上好棚梁后，施工人員將背板上到棚梁上，雙層背板，背板成線。梁、背板上好后在上面打設木垛加強頂板支護，木垛采用“井”字形，上下鋪設大板連鎖。

3 改進過空巷冒落區的施工工藝

3.1 貫通

延底板掘進至289 m與1309上運巷貫通前15 m時，放10°腰線，開始爬坡進入全煤巷道掘進。在全煤巷道掘進過程中，嚴格按腰線進行作業，抬高不得超過170 mm/m，在貫通時距底板達到2.5 m。貫通前10 m支護工藝及參數不變，貫通前5 m開始對巷道進行加固。

3.2 冒落區施工

冒落區施工分為以下5步：①使用掘進機對冒落的松動矸石進行處理。施工時掘進機先清理矸石，后進行支護作業，依次循環完成冒落區的施工。②冒落區的施工完成后，人工使用

洋鎬、鍬等工具將冒落區兩側空巷的矸石清理至實底，在距貫通新掘巷道兩幫向里不少于0.5 m處各鋪設2根4 m大板，在大板上打設1組（2個）連鎖“井”字木垛（根據冒落區寬度確定木垛數，但不少于1組）。③將掘進機退至爬坡起始點，停機閉鎖。④人工假定施工。使用2分鋼絲繩將2寸鋼管懸吊在巷道中，高度不低于新掘巷道3.5 m；在鋼管上鋪設2層錯搭金屬網并固定，防止頂部破碎矸石跌落傷人。使用金屬網對打設木垛處進行封閉，并連接牢固。⑤掘進爬坡段煤體兩幫進行錨網永久支護。

4 結束語

通過2次過空巷冒落區的對比，證明改進后的施工方法是非常理想的。該施工法不但加快了正規循環作業，減少了支護材料的投入，避免了材料費用的提升，且防止了矸石滾落傷人事故，為作業人員提供了安全保障。該施工法不但為煤礦在今后過空巷冒落區時提供了良好的施工方案，而且積累了有效的實踐經驗。

〔編輯：張思楠〕