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

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北陽莊礦11505進(jìn)風(fēng)巷改造工程設(shè)計(jì)及施工工藝

肖 剛
（開灤（集團(tuán)）蔚州礦業(yè)有限責(zé)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(xiāng)北陽莊村，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力180萬噸/年。北陽莊礦西翼地質(zhì)條件復(fù)雜，施工的時(shí)候采用了巷探及鉆探結(jié)合方式。施工結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)11503進(jìn)風(fēng)巷B11和B17點(diǎn)之間大部分均為巖巷，假如按原采面進(jìn)行回采，回采時(shí)需要采大量矸石。為了能提高采面產(chǎn)量及煤質(zhì)，決定重新改造巷道。

關(guān)鍵詞：巷道改造；工程設(shè)計(jì)；貫通

1 工程概況

11503回風(fēng)巷掘進(jìn)450米之后開始拐彎掘進(jìn)切眼，切眼長度180米，11503進(jìn)風(fēng)巷掘進(jìn)到380米時(shí)，為了能實(shí)現(xiàn)與切眼準(zhǔn)確貫通，采用了定方位、定角度的貫通方式貫通。11503進(jìn)風(fēng)巷掘進(jìn)時(shí)，僅B11點(diǎn)和B17點(diǎn)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(dǎo)致B11點(diǎn)和B17點(diǎn)之間有160米巖巷。 假如工作面按照原設(shè)計(jì)布置，回采時(shí)必須通過這160米矸石段，造成采煤機(jī)磨損嚴(yán)重，且降低產(chǎn)量及煤質(zhì)。為了避免出現(xiàn)這種情況，決定重新改造巷道。根據(jù)地質(zhì)條件分析，最終決定將11503、11505工作面重新設(shè)計(jì)，即將11503工作面進(jìn)風(fēng)巷作為11505工作面進(jìn)風(fēng)巷，之后重新掘進(jìn)一條11503進(jìn)風(fēng)巷，同時(shí)將11503進(jìn)風(fēng)巷與切眼貫通點(diǎn)前后155米巷道重新按照11°上山掘進(jìn)，找到煤層后沿著煤層頂板掘進(jìn)。

新設(shè)計(jì)巷道工程量155米，即自B11點(diǎn)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(jìn)，工程量95米。

改造巷道成本較低，但是掘進(jìn)較困難，存在一定風(fēng)險(xiǎn)。為了保證施工安全及工程進(jìn)度，我單位經(jīng)過詳細(xì)研究決定在原巷道架棚子打設(shè)木垛加強(qiáng)支護(hù)。

2 前期準(zhǔn)備工作

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

（1）U型棚規(guī)格及布置：采用25U4.6m的平頂拱棚子。棚距：900mm；（2）木垛規(guī)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(shí)。木垛具體布置如下：1）從B11點(diǎn)外16.4米至B11點(diǎn)，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(diǎn)至B12點(diǎn)以里2.5米區(qū)域，打3米大板木垛一組緊靠一組；3）從B12點(diǎn)以里2.5米至B12點(diǎn)以里15.5米區(qū)域，打3米大板木垛每隔5米一組；4）從B12點(diǎn)以里15.5米至B14點(diǎn)以里11.2米區(qū)域，打3米大板木垛每隔10米一組；5）從B14點(diǎn)以里11.2米至B15點(diǎn)以里7.6米區(qū)域，打3米大板木垛每隔5米一組；6）從 B15點(diǎn)以里7.6米至B16點(diǎn)外7.8米區(qū)域，打3米大板木垛一組緊靠一組；（3）通風(fēng)系統(tǒng)：施工的時(shí)候在北翼皮帶大巷安裝風(fēng)機(jī)，風(fēng)筒經(jīng)11503回風(fēng)巷、11503切眼至11503原進(jìn)風(fēng)巷切眼兩側(cè)。為了保證11505進(jìn)風(fēng)巷施工，在北翼軌道大巷安裝風(fēng)機(jī)，風(fēng)筒經(jīng)北翼軌道大巷、軌皮聯(lián)巷、北翼皮帶大巷，至11505進(jìn)風(fēng)巷迎頭。

3 施工方法

機(jī)掘至B11點(diǎn)前141.69m，停止機(jī)掘，改用放炮掘進(jìn)，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(jù)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(shí)下方巷道，填充物使用煤、矸、水泥，并注水充實(shí)，待填充物硬化后，掘進(jìn)機(jī)通過，全斷面貫通原巷道。

具體工藝，由于原巷道B11點(diǎn)前方21米的位置原為下山10°，現(xiàn)在改為上山11°掘進(jìn)，最高的地方需要挑頂7.7米，但是掘進(jìn)機(jī)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(shè)計(jì)位置，我們采用了分層施工法，即先按照掘進(jìn)機(jī)最大爬坡能力，進(jìn)行挑頂掘進(jìn)至最高位置，將挑落的矸石墊至掘進(jìn)機(jī)下，然后退回掘進(jìn)機(jī)，再重新向前挑頂掘進(jìn)，第二次掘進(jìn)時(shí)按照11°坡度掘進(jìn)至設(shè)計(jì)坡度。

為了保證施工安全，在第一次掘進(jìn)的時(shí)候，對(duì)巷道兩幫及頂板進(jìn)行了加強(qiáng)支護(hù)，為了保證掘下的矸石能承受住掘進(jìn)機(jī)的壓力，采用了在矸石中攪拌水泥的方式，保證了掘進(jìn)機(jī)的上山角度。

按照此施工方法，掘進(jìn)機(jī)順利按照11°上山進(jìn)行了爬坡，找到煤層之后，沿著煤層頂板進(jìn)行掘進(jìn)，在即將貫通位置，即掘進(jìn)至B11點(diǎn)前141.69m的時(shí)候，為了保證巷道能承受住掘進(jìn)機(jī)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(shí)候，我們采用放炮往前掘進(jìn)，用掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行出矸。

貫通時(shí)放炮布置方式：首先放炮平掘，掘2米后，將掘進(jìn)機(jī)后退，在迎頭2米內(nèi)底板打眼進(jìn)行爆破，將巷道整體落下，填實(shí)下面的巷道，然后掘進(jìn)機(jī)爬過去，繼續(xù)下一個(gè)循環(huán)，直至巷道貫通。

4 支護(hù)形式

巷道在挑頂掘進(jìn)時(shí)按照正常巷道支護(hù)設(shè)計(jì)支護(hù)，在斷層處、托煤頂處及頂板破碎帶打設(shè)錨索鋼帶加強(qiáng)支護(hù)。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(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)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(shí)需注意的問題

（1）差10m貫通時(shí)，必須一排一循環(huán)，嚴(yán)格控制好空頂距，并使用好臨時(shí)支護(hù)；（2）必須有領(lǐng)導(dǎo)在現(xiàn)場指揮，瓦斯檢查員重點(diǎn)檢查挑頂巷道迎頭、貫通點(diǎn)處和11503切眼的瓦斯、風(fēng)量及其它氣體的含量；（3）掘進(jìn)過程中使用好前探梁臨時(shí)支護(hù)。認(rèn)真檢查頂板和兩幫情況，堅(jiān)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(jìn)行敲幫問頂；（4）貫通后及時(shí)對(duì)巷幫進(jìn)行支護(hù)，保證幫壁的完整性；（5）為了防止巷道漏風(fēng)，在貫通點(diǎn)處混入水泥和氯化鎂；（6）提前拆除貫通點(diǎn)風(fēng)水管路和電纜，將貫通點(diǎn)處雜物移走；（7）完善排水系統(tǒng)，排水設(shè)施要緊跟迎頭；（8）做好兩條巷道的間距確認(rèn)工作，地測科要每天測量挑頂巷道迎頭標(biāo)高，層間距小于安全值時(shí)要及時(shí)采取措施，巷道貫通前要加強(qiáng)兩端支護(hù)。

6 結(jié)論

（1）地質(zhì)條件比較復(fù)雜時(shí)，采用巷探+鉆探結(jié)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(shí)，不要一成不變的保持原設(shè)計(jì)，可以在地質(zhì)條件明確的時(shí)候調(diào)整采面設(shè)計(jì)，以增加產(chǎn)量、提高煤質(zhì)；（3）巷道層間距小于5米時(shí)，可以在下層巷道采取架設(shè)U型棚+打木垛聯(lián)合加強(qiáng)支護(hù)的方式，其承載力能達(dá)到掘進(jìn)機(jī)的重量。（此例掘進(jìn)機(jī)重量80噸）；（4）巷道斷面大時(shí)，掘進(jìn)機(jī)爬坡能力不足、掘進(jìn)機(jī)截高不能掘進(jìn)巷道全斷面時(shí)，可以采取分層掘進(jìn)的施工方法，即先施工下部巷道，暫時(shí)先不出矸，掘進(jìn)機(jī)通過堆積的矸石爬坡，整個(gè)巷道斷面形成之后，再進(jìn)行出矸。

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