大斷面風橋快速施工工藝及安全技術措施研究

薛猛菲

（霍州煤電集團呂梁山煤電有限公司方山店坪煤礦，山西 呂梁 033100）

風橋是礦井內重要通風設施，風橋施工效率及施工質量直接關系著煤礦通風安全。霍州煤電集團呂梁山煤電有限公司方山店坪煤礦在施工2002巷風橋時，采取了合理有效的施工工藝及安全施工措施，提高了大斷面風橋施工效率，保障了施工安全。

1 概況

方山店坪煤礦2002巷位于830水平三采區左翼，巷道以東為井田邊界，以西為830南翼系統大巷，南為5-304工作面（未采），北為5-210工作面采空區，巷道設計長度為1875m，巷道皮帶頭位置斷面規格為寬×高=4.5×5.2m。2002巷從830皮帶巷開口沿3#煤層平行掘進，巷道掘進60m后與830回風巷貫通，在貫通前需在830回風巷指定位置進行風橋挑頂施工，風橋具體位置以地測科現場給線為準。由于2002巷風橋位于皮帶頭位置，為了保證風橋施工后能夠安全順利穩裝皮帶，初步設計鳳橋段長度為26.5m，梯形斷面，如圖1所示，風橋斜坡長度為9m，平頂長度為8.5m，風橋挑頂最大高度4.0m。

根據地測資料顯示，830回風巷直接頂主要以炭質泥巖為主，平均厚度4.5m，基本頂主要以粗砂巖為主，平均厚度7.9m。

圖1 三采區2002巷風橋施工剖面示意圖（單位：mm）

2 風橋施工工藝

為了保證施工安全，決定對2002巷風橋段采取分層松動爆破法施工，施工方法如下：

（1）2002巷風橋從回風巷上風流處開始挑頂，即從A點進行鉆眼爆破施工。

（2）采用Y28型鉆機在A點處以22°仰角進行爆破鉆孔布置，由于回風巷寬度為4.0m，所以每排布置5個鉆孔，鉆孔間距為0.8m，鉆孔深度為1.0m。

（3）鉆孔施工完后，依次在鉆孔內填裝炸藥、雷管，并采用水炮泥進行封孔，炸藥采用礦用許可三級乳化炸藥，藥卷長度為0.3m，直徑為30mm，每個鉆孔內填裝一支藥卷，采用正向裝藥，如圖2所示；雷管采用礦用毫秒延期電雷管，延期時間不得超過130ms。

（4）炮孔裝藥后進行爆破施工，爆破后必須確保風橋水平方向施工1.0m，垂直方向不得低于0.4m。當第一排炮孔爆破完后及時進行頂板支護，然后施工第二排炮孔。

（5）當2002巷風橋水平挑頂長度達2.0m、斜坡挑頂高度達到1.0m后，必須進行分層爆破，第一排分層爆破眼施工在距頂板0.8m位置處，每排施工5個鉆孔，然后依次進行裝藥、爆破等工序。

（6）當風橋水平挑頂長度達4m、斜坡挑頂高度達到1.6m后，進行兩次分層爆破，兩排分層爆破眼間距為0.8m，如圖3所示，依次類推直至AB斜坡段及平頂段挑頂完成。

（7）2002巷風橋平頂段挑頂完成后，開始以22°俯角下山挑頂CD段。在進行CD段斜坡挑頂時同樣采用分層松動爆破法，炮孔深度為1.0m，位于頂板處爆破孔以22°俯角布置，其他分層爆破孔垂直巖層布置。

（8）2002巷風橋挑頂期間頂板采用錨桿、錨索、“JW”型鋼帶、金屬網聯合支護，頂板每排布置5根錨桿并與鋼帶配套使用，錨桿長度為2.5m，錨桿間排距為0.9×1.0m；頂板錨索長度為6.3m，每排施工兩根，錨索間排距為1.8×2.0m。

圖3 三采區2002巷風橋分層挑頂剖面示意圖（單位：mm）

3 安全技術措施

由于830回風巷直接頂主要以炭質泥巖為主，巖石層不穩定，同時風橋挑頂最大高度達3.5m，為了確保施工安全，風橋挑頂期間采取了以下安全技術措施。

（1）2002巷風橋施工過程中需破頂巖，在挑頂范圍內主要以炭質泥巖為主，當風橋挑頂到位后，頂板預留厚度為1.0m泥巖，為保證頂板巖石層穩定，必須采取有效支護措施，如注漿、施工組合錨索等。

（2）為了施工安全在挑頂期間必須搭設工作盤，工作盤應采用直徑不小于300mm圓木柱進行搭設，搭設高度以適合施工為宜。

（3）2002巷風橋采用分層松動爆破法進行挑頂施工，炮眼深度不得低于0.6m，每次爆破炮眼數量不得超過5個，每個炮孔裝藥量不得超過300g（一支藥卷），采用正向裝藥爆破施工。

（4）由于風橋挑頂處位于830回風巷內，為了防止挑頂期間出現瓦斯積聚現象，當風橋挑頂高度達1.0m后，挑頂處應安裝瓦斯監測裝置，當瓦斯濃度大于0.5%，嚴禁爆破施工，并及時采取排瓦斯措施。

（5）工作面爆破期間必須嚴格執行“一炮三檢、三人聯鎖”放炮制度，爆破前必須在所有可能進入爆破地點入口攔人設警戒，警戒距離不得低于120m。

（6）工作面爆破后應及時補打頂板永久支護，并清理爆破落下煤矸石，煤矸石及雜物不得堵塞回風巷設計斷面的1/3。

（7）工作面在鉆眼、支護期間工作盤下方嚴禁行人，每次爆破后應及時檢查前一排支護質量情況，發現支護失效必須及時補打支護。

（8）風橋施工頂期間應詳細掌握頂板巖性變化情況，發現頂板出現離層現象時必須及時匯報礦調度室，并有針對性地變更支護設計，采取有效的支護措施。

4 結語

方山店坪煤礦在2002巷大斷面風橋施工期間，采取了合理有效的施工工藝及安全技術措施，提高了風橋施工效率，僅用13d完成了所有挑頂、支護、清理等工作，保證了施工安全，取得了較好效果，為同類條件下的工程施工提供借鑒。