文/王宏

巖巷大斷面綜掘快速施工技術(shù)應(yīng)用

文/王宏

我國煤礦煤層賦存條件不同，呈多樣性，井下地質(zhì)條件復(fù)雜多變，特別是遇到斷層、陷落柱等地質(zhì)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(qū)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(diào)，每年開拓工程量較大，甚至不能保證采掘正常開展，嚴(yán)重影響了礦井的經(jīng)濟(jì)效益。中煤第一建設(shè)有限公司山不拉煤礦為資源整合礦井，整合前業(yè)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(xù)發(fā)展，通過對巖巷大斷面綜掘快速施工技術(shù)進(jìn)行探索和實(shí)踐，改進(jìn)了掘進(jìn)和支護(hù)水平，革新了施工工藝，優(yōu)化了勞動組織，實(shí)現(xiàn)了巖巷的快速掘進(jìn)，為類似煤礦大斷面巖巷快速掘進(jìn)提供了經(jīng)驗(yàn)和依據(jù)，對礦井的安全正常生產(chǎn)提供了技術(shù)保障。

一、礦井概況

山不拉煤礦為中煤第一建設(shè)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(zhǔn)格爾旗羊市塔鎮(zhèn)高家梁煤礦、原準(zhǔn)格爾旗羊市塔鎮(zhèn)焦粉廠煤礦及擴(kuò)大區(qū)部分組成，井田面積為6.35km2，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1.2Mt/a，服務(wù)年限20年。礦區(qū)含煤地層的構(gòu)造形態(tài)總體為一向NW傾斜的單斜構(gòu)造，傾角1°～3°，沿走向發(fā)育有寬緩的波狀起伏。礦區(qū)內(nèi)發(fā)育有3條正斷層F2、F3、F4，將礦井劃分為三個(gè)盤區(qū)。目前一盤區(qū)回采已基本結(jié)束，根據(jù)工作安排，將采用懸臂式EBZ-200H硬巖綜掘機(jī)+錨桿鉆機(jī)掘進(jìn)+ DSJ80/40/1×40皮帶運(yùn)輸?shù)姆绞?，對三盤區(qū)巷道進(jìn)行快速掘進(jìn)開拓。

二、巷道快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用

1.巷道布置

三盤區(qū)3-1煤運(yùn)輸斜巷，主要擔(dān)負(fù)回采期間的運(yùn)輸及進(jìn)風(fēng)，設(shè)計(jì)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(qū)3-2煤向3-1煤進(jìn)行施工，全巖。

水溝布置在巷道左幫，水溝凈規(guī)格為300×250mm。

2.巷道規(guī)格及支護(hù)

(1)煤運(yùn)輸斜巷凈斷面規(guī)格為寬×高=4950×3325mm，斷面積為14.61㎡，巷道設(shè)計(jì)為全斷面錨網(wǎng)索噴支護(hù)，噴層厚度為75mm，砼標(biāo)號為C20。

(2)巷道支護(hù)材料

錨桿。頂板采用螺紋鋼錨桿（規(guī)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(guī)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(qiáng)度低松弛鋼絞線（Φ17.8×6300mm），錨索尾部有高強(qiáng)度錨具，預(yù)應(yīng)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(guī)格為 300×300× 10mm鋼板。

網(wǎng)片。頂板采用Φ4mm圓鋼加工的金屬網(wǎng)，網(wǎng)片的規(guī)格為2000× 1200mm，網(wǎng)孔規(guī)格為100×100㎜。

3.施工工藝

(1)施工方法。巷道采用EBZ-200H綜掘機(jī)全斷面一次成巷掘進(jìn)。山不拉煤礦打破常規(guī)綜掘施工慣例，利用早班時(shí)間把中夜班施工所用工器具、皮帶延伸、鉆孔施工、支護(hù)材料等準(zhǔn)備完畢，為中夜班生產(chǎn)班創(chuàng)造生產(chǎn)施工條件。中夜班生產(chǎn)班掘進(jìn)機(jī)司機(jī)根據(jù)巷道輪廓線進(jìn)行切割，切割巷道起拱線上部后，及時(shí)對頂板進(jìn)行支護(hù)，有效減少空頂時(shí)間，保持頂板穩(wěn)定性。等起拱線上部支護(hù)完畢后，立即轉(zhuǎn)入下一個(gè)循環(huán)的施工，最后一個(gè)循環(huán)把幫部支護(hù)完畢，交給下個(gè)生產(chǎn)班，早班專人對巷道進(jìn)行噴漿成巷。這種施工方法，比以往全斷面一次切割大大節(jié)約了時(shí)間，增加了循環(huán)個(gè)數(shù)，還能及時(shí)全斷面支護(hù)，有效控制頂板。

(2)施工順序。掘進(jìn)機(jī)截割之前，按照巷中腰線和設(shè)計(jì)斷面尺寸用紅漆畫出工作面輪廓線，然后掘進(jìn)機(jī)司機(jī)開機(jī)空載試運(yùn)轉(zhuǎn)后開始切割，掘進(jìn)機(jī)每循環(huán)進(jìn)尺1100mm，一循環(huán)一支護(hù)。

掘進(jìn)機(jī)截割順序：先從煤層底部進(jìn)刀，左右循環(huán)全斷面向上截割，如有達(dá)不到設(shè)計(jì)斷面的地方，可進(jìn)行二次修整，使斷面達(dá)到設(shè)計(jì)要求。當(dāng)遇到硬巖時(shí)，不應(yīng)勉強(qiáng)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(jìn)行截割，對有部分露頭硬巖時(shí)，應(yīng)首先割其周圍部分，使其墜落，不可強(qiáng)行截割。

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

(4)支護(hù)前的安全工作（敲幫問頂）。在出矸完畢人員進(jìn)入工作面前，跟班隊(duì)長要利用長柄工具進(jìn)行認(rèn)真的敲幫問頂，找頂時(shí)，應(yīng)由外向內(nèi)，由頂向幫逐段找凈，一人找頂，一人監(jiān)護(hù)。確認(rèn)安全無誤后，方可進(jìn)入工作面開始進(jìn)行下一工序。

4.施工說明

（1）施工時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行“有掘必探，先探后掘”的原則。

（2）嚴(yán)格執(zhí)行 “敲幫問頂”制度，作業(yè)前排除迎頭活矸、危巖，確保安全。

（3）如遇地質(zhì)變化及時(shí)與生產(chǎn)技術(shù)部聯(lián)系，另行編制安全措施。

（4）如實(shí)際揭露煤巖破碎，頂板條件差時(shí)，應(yīng)采取措施加強(qiáng)支護(hù)。

5.運(yùn)輸方式

施工時(shí)，綜掘機(jī)將切割的矸石通過皮帶機(jī)運(yùn)到主運(yùn)輸系統(tǒng)，再運(yùn)至地面指定地點(diǎn)。材料運(yùn)輸由無軌膠輪車運(yùn)至巷道內(nèi)，人工搬運(yùn)上架并碼放整齊。

6.勞動組織及主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

勞動組織。實(shí)行“三八”制作業(yè)，一個(gè)準(zhǔn)備班，兩個(gè)生產(chǎn)班，嚴(yán)格按循環(huán)圖表施工，按勞動組織圖表進(jìn)行分工，責(zé)任明確，嚴(yán)格執(zhí)行崗位責(zé)任制、交接班匯報(bào)制度。

施工進(jìn)度。早班進(jìn)行檢修，為生產(chǎn)班做準(zhǔn)備工作。中、夜班各4個(gè)循環(huán)，每循環(huán)進(jìn)尺1.1m，日進(jìn)尺8.8m，月進(jìn)尺220m，緩解了向水平延伸巷道的開拓時(shí)間節(jié)點(diǎn)，取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益。

三、巷道快速掘進(jìn)的保證措施

1.掘進(jìn)施工設(shè)備配置。掘進(jìn)機(jī)后除配置廠家配套二運(yùn)外，礦自主加工相應(yīng)電纜儲存筐、電纜跑道裝置，既有效保護(hù)了電纜，又減少了在切割期間人員的使用。

2.及時(shí)改進(jìn)施工工藝。優(yōu)化施工方案，把原來切割后進(jìn)行一次支護(hù)，改為切割后頂板和幫部分開支護(hù)，增加支護(hù)機(jī)具，做到平行作業(yè)，大大節(jié)省了支護(hù)時(shí)間，提高了切割的循環(huán)個(gè)數(shù)。

3.加強(qiáng)正規(guī)循環(huán)作業(yè)。有效組織施工，改變過去掘支混亂的狀況，掘進(jìn)期間充分利用時(shí)間為下道工序備用材料，每個(gè)循環(huán)不為下道工序遺留尾工，周而復(fù)始，始終按正規(guī)循環(huán)作業(yè)，提高工作效率。

4.加強(qiáng)設(shè)備檢修，確保生產(chǎn)班機(jī)械正常運(yùn)行。綜掘工作面快速施工，設(shè)備運(yùn)行是關(guān)鍵。充分利用早班檢修時(shí)間，按掘進(jìn)機(jī)維修環(huán)節(jié)、膠帶機(jī)延伸工序等加強(qiáng)檢修，保證生產(chǎn)班設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

5.強(qiáng)化施工現(xiàn)場管理，逐步提升管理水平。施工現(xiàn)場每班都要按照礦井制定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化要求規(guī)范現(xiàn)場，并從安全、進(jìn)尺、工程質(zhì)量等方面綜合考核，規(guī)范職工操作行為,逐步提升管理水平。

四、結(jié)語

目前，山不拉煤礦巖巷綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)，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(shí)間，緩解了向三盤區(qū)延伸的節(jié)點(diǎn)，為盤區(qū)巷道布置及工作面接續(xù)創(chuàng)造了條件。同時(shí)，在掘進(jìn)過程中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，為今后的施工創(chuàng)造良好的環(huán)境。

（作者單位：中煤第一建設(shè)有限公司山不拉煤礦）

（責(zé)任編輯：周瓊）