3-邊角061運(yùn)輸巷道掘進(jìn)施工技術(shù)分析

趙 亮(山西省長治經(jīng)坊煤業(yè)有限公司, 山西 長治 047100)

1 前言

經(jīng)坊煤業(yè)3-邊角061運(yùn)輸巷道施工采用綜合機(jī)械化工藝，滿足3-邊角06工作面回采時的通風(fēng)、行人、運(yùn)輸、管線敷設(shè)等要求。

3-邊角061運(yùn)輸巷道(即3-邊角06工作面運(yùn)輸巷道)設(shè)計長度為988.59m，運(yùn)輸巷道中需掘進(jìn)臨時水倉5個，無軌膠輪車掉頭硐室2個，材料、油脂硐室各4個。依據(jù)3-邊角061運(yùn)輸巷道支護(hù)設(shè)計，3-邊角061運(yùn)輸巷道為矩形斷面，凈寬為5.2m，凈高為3.1m，沿3#煤層底板掘進(jìn)。

3-邊角061運(yùn)輸巷道施工過程中，采用機(jī)掘法施工，在施工水倉、硐室、瓦斯鉆場及穿越地質(zhì)構(gòu)造帶時采用鉆爆法掘進(jìn)，爆破時采用全斷面一次爆破。

2 機(jī)械法施工

3-邊角061運(yùn)輸巷道施工過程中，在一般地質(zhì)條件下采用機(jī)掘法施工。具體施工方法如下。

2.1 機(jī)掘施工工序

工序：交接班→安全檢查→準(zhǔn)備工作→掘進(jìn)機(jī)割煤、出煤→退機(jī)→敲幫問頂→連接頂網(wǎng)與頂鋼筋梁→臨時支護(hù)→安裝頂錨桿→鋪設(shè)幫網(wǎng)→安裝幫錨桿→安裝錨索→進(jìn)行下一循環(huán)。

2.2 機(jī)掘施工方法

1.割煤、出煤

掘進(jìn)機(jī)割煤前，先由掘進(jìn)機(jī)正司機(jī)發(fā)出警報后，通知工作面人員全部撤出，確認(rèn)安全后開始割煤。掘進(jìn)機(jī)以S型截割軌跡割煤，首先從工作面中部開始掏槽切割，然后由上向下S型割煤，截割深度為0.8m/次。割煤時由正司機(jī)負(fù)責(zé)操作掘進(jìn)機(jī)，副司機(jī)在永久支護(hù)安全區(qū)負(fù)責(zé)看護(hù)巷道成型和頂板情況，發(fā)現(xiàn)異常情況必須及時通知正司機(jī)停機(jī)。割煤、出完煤后將掘進(jìn)機(jī)退離工作面5m距離，然后將切割頭落于巷道中線附近底板上，斷開掘進(jìn)機(jī)上的電源開關(guān)和磁力啟動器的隔離開關(guān)，并為切割頭加裝護(hù)罩。掘進(jìn)機(jī)截割軌跡如圖1所示。

圖1 掘進(jìn)機(jī)截割軌跡

2.敲幫問頂

在出煤完成后、人員進(jìn)入工作面前，由班長利用長度不小于2.5m的長柄工具站在有效支護(hù)安全區(qū)認(rèn)真進(jìn)行敲幫問頂并及時處理活矸、活炭；有頂板離層等異常情況時，要及時采取措施；待確認(rèn)安全后方可進(jìn)入工作面開始進(jìn)行下一工序作業(yè)。

3.連接頂網(wǎng)

作業(yè)人員站在操作平臺上，在永久支護(hù)區(qū)將準(zhǔn)備好的金屬網(wǎng)與前一排網(wǎng)聯(lián)接(金屬網(wǎng)之間長邊搭接100mm,短邊搭接200mm，聯(lián)網(wǎng)時用16#鉛絲雙邊雙聯(lián)、雙絲雙扣、孔孔相連，必須連接牢固)，然后將鋼帶固定在網(wǎng)上。作業(yè)人員上操作平臺前，必須詳細(xì)檢查平臺的牢固情況，作業(yè)時時刻保持頭腦清醒，注意力集中，身體重心穩(wěn)固。

4.吊環(huán)式前探梁臨時支護(hù)

托起頂網(wǎng)及鋼帶，前移前探梁，前探梁必須移設(shè)至掘進(jìn)工作面煤墻，然后將背板背緊背牢。

5.永久支護(hù)方式

支護(hù)形式為“錨桿+網(wǎng)+鋼筋梁+錨索”；錨桿支護(hù)工序為由外向里、先頂后幫、先中間后兩邊。

6.支護(hù)工序

1)安裝頂錨桿

(1)利用MQT- 130/3.0S錨桿鉆機(jī)鉆頂眼，鉆機(jī)必須支設(shè)牢固。采用φ32mm鉆頭，先用1.2m中空六方短鉆桿鉆進(jìn)，然后更換為2.4m鉆桿。鉆眼時，嚴(yán)格按錨桿間、排距設(shè)計進(jìn)行，鉆機(jī)升起使鉆頭插入相應(yīng)的鋼筋梁孔中，然后開動鉆機(jī)進(jìn)行鉆眼。頂錨桿眼深為2 350mm，誤差0～+30mm，鉆孔角度與頂板垂直，誤差不大于5°。鉆頭鉆到預(yù)定眼深后，下縮錨桿機(jī)同時清孔，清除煤粉和泥漿。

(2)錨桿推至眼底后繼續(xù)攪拌30s方可停止攪拌。停止攪拌后等待一分鐘左右，利用風(fēng)動扳手?jǐn)Q緊螺母，使錨桿具有一定的預(yù)緊力矩。用力矩扳手檢驗錨桿的預(yù)緊力矩不得低于320N·m。錨桿外露為螺母絲扣外10～40mm。

2)安裝幫錨桿

(1)用ZQS- 50/1.8S型氣動手持式錨桿鉆機(jī)安設(shè)幫錨桿，兩人一組進(jìn)行操作，按設(shè)計角度及位置鉆幫眼。眼深為2350mm，誤差0～+30mm，錨桿孔實際鉆孔角度相對設(shè)計角度不得大于5°。鉆頭鉆到預(yù)定眼位后，收回錨桿機(jī)同時清除孔內(nèi)的煤粉和泥漿。

(2)錨桿推至眼底后繼續(xù)攪拌30s后方可停止攪拌。停止攪拌后等待一分鐘左右，利用風(fēng)動扳手?jǐn)Q緊螺母，用力矩扳手檢驗錨桿的預(yù)緊力矩，不得小于320N·m。

(3)撤出工作面迎頭人員、機(jī)具，進(jìn)行下一循環(huán)。

3)安裝錨索

嚴(yán)格按照正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖表規(guī)定安裝錨索，錨索間距為2 400mm，排距為1 600mm，錨索長度為9 000mm。

在現(xiàn)場施工時，根據(jù)實際地質(zhì)條件變化，及時調(diào)整錨索的長度和縮短排、間距。

3 爆破施工工藝及流程

在巷道進(jìn)行硐室水倉施工、過特殊地質(zhì)構(gòu)造段時采用鉆爆法施工。具體爆破方法如下。

3.1 爆破施工流程

過地質(zhì)構(gòu)造帶時，支護(hù)方式采用錨網(wǎng)+木棚聯(lián)合支護(hù)、短掘短支，每個循環(huán)進(jìn)度縮短為0.8m，并增加錨索補(bǔ)強(qiáng)。當(dāng)施工到曲線起點時，由測量人員標(biāo)出曲線起點，給出曲線段施工中心線，按照施工中線向前掘進(jìn)。

施工工藝流程：交接班→安全檢查→準(zhǔn)備工作→鉆眼→裝藥→聯(lián)線→安全檢查→放炮→安全檢查→掛頂網(wǎng)、固定鋼帶→臨時支護(hù)→安裝頂部錨桿→出矸石(煤)→安全檢查→掛幫網(wǎng)→安裝幫錨桿→安裝錨索(進(jìn)行下一循環(huán)作業(yè))。

3.2 爆破方式

(1)該掘進(jìn)工作面必須使用安全等級為三級的煤礦許用乳化炸藥和煤礦許用毫秒延期電雷管。

(2)掏槽方式為斜眼掏槽法。

(3)裝藥結(jié)構(gòu)：正向裝藥結(jié)構(gòu)。

(4)起爆方式：起爆使用FD- 200型發(fā)爆器，一次裝藥全斷面一次起爆，聯(lián)線方式為串聯(lián)聯(lián)線。

3.3 技術(shù)要求

(1)掏槽眼采用斜眼掏槽。

(2)嚴(yán)禁反向裝藥、不偶合裝藥。

(3)爆破工必須依照爆破說明書進(jìn)行爆破作業(yè)。

(4)實際施工過程中，根據(jù)煤質(zhì)及巖石硬度系數(shù)變化，及時調(diào)整爆破說明書相關(guān)參數(shù)。

4 爆破法施工工藝

4.1 濕式打眼

打眼前，首先對距工作面20m范圍巷道內(nèi)灑水降塵，然后由班長利用長度不小于2.5m的長柄工具站在有效支護(hù)安全區(qū)認(rèn)真進(jìn)行敲幫問頂并及時處理活矸、活炭；有頂板離層等異常情況時，要及時采取措施；待確認(rèn)安全后，班長、打眼工方可根據(jù)爆破說明書點好眼位、打眼的角度和深度，打完眼后，驗收員檢查鉆眼質(zhì)量是否符合規(guī)定，否則重新打眼。

4.2 裝藥

先將引藥的雷管腳線放開(放一個裝一個)，清除炮眼內(nèi)的煤粉或巖粉后，按照規(guī)定的裝藥結(jié)構(gòu)和裝藥數(shù)量，在眼口內(nèi)排列好，然后一人一手捏住腳線頭，另一手用木質(zhì)炮棍輕輕將藥卷送入眼內(nèi)，使彼此密接，然后送入黏土炮泥，輕搗封嚴(yán)，再送入水炮泥，水泡泥外剩余的炮眼部分應(yīng)用黏土炮泥封實。嚴(yán)禁用煤粉、塊狀材料或其他可燃性材料作炮眼封泥。無封泥、封泥不足或不實的炮眼嚴(yán)禁爆破。裝藥后，必須把電雷管腳線懸空，嚴(yán)禁電雷管腳線、爆破母線與運(yùn)輸設(shè)備、電氣設(shè)備以及采掘機(jī)械等導(dǎo)電體相接觸。(注：要始終提住腳線，以免捅破，最后將外露腳線繞成圈，置于眼口)

4.3 爆破

(1)爆破前必須打開爆破噴霧，并沖洗工作面20m以內(nèi)的巷道，嚴(yán)禁煤塵積聚或超限情況下爆破作業(yè)[1]。

(2)爆破母線懸掛長度：煤巷直線段不得少于100m(巖巷不少于150m)，煤巷轉(zhuǎn)彎不得少于75m(巖巷不少于100m)。

(3)爆破前，班組長必須親自派專人在可能進(jìn)入爆破地點的所有通路上設(shè)置警戒，警戒線處要設(shè)置警戒牌。

(4)爆破前，班組長必須清點人數(shù)，匯報通風(fēng)調(diào)度爆破地點的瓦斯?jié)舛取㈨敯逯ёo(hù)、煤塵情況，待確認(rèn)無誤后，經(jīng)通風(fēng)調(diào)度同意，方可下達(dá)放炮命令。

(5)發(fā)爆器的鑰匙必須由爆破工本人隨身攜帶，嚴(yán)禁轉(zhuǎn)交他人。不到爆破通電時，不得將鑰匙插入發(fā)爆器內(nèi)。

(6)爆破工接到命令后，必須發(fā)出爆破信號，大喊三聲“放炮了”，至少再等5s，確認(rèn)無誤后方可爆破。

(7)一次裝藥必須全斷面一次起爆，當(dāng)班裝藥的炮眼必須本班爆破完畢。

(8)爆破后待工作面的炮煙吹散，爆破工、瓦斯檢查工和班組長必須首先巡視爆破地點，檢查通風(fēng)、瓦斯、煤塵、頂板、拒爆、殘爆等情況，如有危險情況立即處理。

(9)爆破母線應(yīng)隨用隨掛，爆破后，必須將爆破母線從發(fā)爆器電源上摘下，并將其扭結(jié)成短路存放在指定位置。

(10)爆破后要沖洗工作面20m以內(nèi)的巷幫。

5 結(jié)論

3-邊角061運(yùn)輸巷道施工中在一般條件下采用機(jī)掘施工，遇到特殊地質(zhì)條件下采用爆破施工工藝遇到特殊地質(zhì)條件，為保障掘進(jìn)工作面過特殊地質(zhì)條件提供了安全保障。