王光金

（兗礦集團(tuán)鮑店煤礦，山東 濟(jì)寧 273500）

復(fù)雜地質(zhì)條件下安全快速掘進(jìn)技術(shù)的探索與實(shí)踐

王光金

（兗礦集團(tuán)鮑店煤礦，山東 濟(jì)寧 273500）

隨著煤礦開采技術(shù)的進(jìn)步，煤礦大斷面、煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)也越來越先進(jìn)，鮑店煤礦83上01工作面，順槽長(zhǎng)度達(dá)2800m，切眼寬度達(dá)280m，順槽寬5m，切眼寬度9.5m。83上01工作面順槽及切眼施工過程揭露斷層、地質(zhì)構(gòu)造帶發(fā)育多、涌水量大、煤層傾角變化大，地質(zhì)條件復(fù)雜，巷道支護(hù)、瓦斯管理、供風(fēng)管理、涌水控制以及大型綜掘機(jī)施工、長(zhǎng)距離膠帶輸送機(jī)煤流系統(tǒng)、長(zhǎng)距離供電等技術(shù)難題，制約著巷道安全高效掘進(jìn)。施工堅(jiān)持技術(shù)管理并行，聯(lián)合制定施工技術(shù)方案，進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，解決了煤巷錨網(wǎng)支護(hù)、瓦斯、水害、頂板隱患防治中的重點(diǎn)技術(shù)難題，保證了安全高效掘進(jìn)，同時(shí)保證了施工質(zhì)量。

地質(zhì)條件；遠(yuǎn)距離；大斷面；綜合機(jī)械化

1 巷道供風(fēng)

八采一號(hào)、二號(hào)探巷最長(zhǎng)供風(fēng)距離達(dá)3000m。順槽掘進(jìn)期間選用2×37kW型大功率對(duì)旋風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)供風(fēng)量達(dá)500m3/min。風(fēng)筒選型為1000mm風(fēng)筒。該局部通風(fēng)機(jī)的應(yīng)用有效實(shí)現(xiàn)對(duì)掘進(jìn)工作面的長(zhǎng)距離、大功率風(fēng)量輸送，使巷道溫度比原2×22kW對(duì)旋局部通風(fēng)機(jī)下降了2℃以上，有效風(fēng)量提高了60%以上。保證了安全生產(chǎn)，改善了職工作業(yè)環(huán)境。

2 涌水控制

八采區(qū)底板涌水大，巷道掘進(jìn)期間正常涌水量為20m3/h，最大涌水量為105m3/h。由于巷道距離長(zhǎng)，水害控制對(duì)于安全生產(chǎn)至關(guān)重要。巷道掘進(jìn)期間及時(shí)施工排水硐室，八采一號(hào)探巷布置在巷道西幫，八采二號(hào)探巷布置在巷道東幫，排水硐室尺寸為長(zhǎng)×寬×高：3m×2m×2．5m。排水硐室內(nèi)施工長(zhǎng)×深×寬：2m×1．5m×2m。所有低洼點(diǎn)掘進(jìn)期間，及時(shí)使用掘進(jìn)機(jī)截割及爆破作業(yè)施工排水硐室。在下山距離超300m的巷道，必須及時(shí)施工接力排水硐室。在八采二號(hào)探巷迎頭低洼點(diǎn)，安設(shè)75kW大功率排水泵、正常排水點(diǎn)安設(shè)22kW排水泵，所有排水點(diǎn)備齊雙泵雙開關(guān)。在涌水大排水點(diǎn)，同時(shí)安設(shè)2臺(tái)風(fēng)泵備用，防止停電造成巷道積水。在八采一號(hào)、二號(hào)探巷與南翼回風(fēng)石門施工泄水孔，進(jìn)行排水系統(tǒng)優(yōu)化。

3 瓦斯管理

在迎頭及回風(fēng)口，安設(shè)瓦斯監(jiān)測(cè)儀。加工瓦斯檢測(cè)儀懸掛箱，便于前移瓦檢儀。工長(zhǎng)親自對(duì)工作地點(diǎn)的瓦斯監(jiān)測(cè)儀與線路進(jìn)行檢查。當(dāng)瓦斯超限或監(jiān)測(cè)系統(tǒng)報(bào)警時(shí)，按避災(zāi)路線及時(shí)撤人?，F(xiàn)場(chǎng)瓦斯?jié)舛瘸?，工班長(zhǎng)有權(quán)責(zé)令現(xiàn)場(chǎng)人員停止作業(yè)，將人員撤到安全地點(diǎn)，在回風(fēng)口新鮮風(fēng)流處，設(shè)置柵欄、揭示警標(biāo)，并及時(shí)向礦調(diào)度室和通風(fēng)調(diào)度匯報(bào)。

4 揭露斷層、地質(zhì)構(gòu)造帶的巷道支護(hù)及施工

八采一號(hào)、二號(hào)探巷、切眼揭露多條落差較大斷層，VIII-F16斷層落差達(dá)4m、VIII-F15斷層落差達(dá)5m等，由于八采區(qū)地質(zhì)資料不清晰，掘進(jìn)期間巷道的掘進(jìn)坡度控制極為重要，在巷道正常跟底掘進(jìn)期間，頂、底板出現(xiàn)巖石異常后，現(xiàn)場(chǎng)施工人員第一時(shí)間匯報(bào)單位，由技術(shù)人員及地質(zhì)測(cè)量科到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘測(cè)。在地質(zhì)不明的情況下，首先采用施工鉆孔的方式進(jìn)行探測(cè)地質(zhì)情況，在分析、探明迎頭情況后，方可制定掘進(jìn)計(jì)劃，過斷層期間嚴(yán)格檢測(cè)氣體及瓦斯的檢測(cè)制度，每班施工鉆孔不少于2個(gè)，探測(cè)深度不小于5m。瓦斯、涌水無異常方可繼續(xù)掘進(jìn)。揭露斷層及地質(zhì)構(gòu)造帶，及時(shí)改變?cè)ёo(hù)形式，頂板采用鋼帶代替錨桿，采取施工錨索及順槽鋼帶錨索，架設(shè)DFB金屬頂梁棚支護(hù)形式加強(qiáng)頂板支護(hù)。

5 煤層分岔區(qū)的探測(cè)及通過

八采區(qū)煤層屬3煤，在采區(qū)南部，煤層分為3上、3下煤，按照采煤工藝，在煤層分岔區(qū)前巷道跟3煤底板掘進(jìn)，進(jìn)入煤層分岔區(qū)后跟隨3上煤底板掘進(jìn)，對(duì)于煤層分岔區(qū)的控制，堅(jiān)持地質(zhì)資料為指導(dǎo)，現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)及觀測(cè)為主的方式進(jìn)行準(zhǔn)確控制，在巷道掘進(jìn)期間，進(jìn)入預(yù)測(cè)煤層分岔區(qū)200m位置開始，每班觀察巷道夾矸發(fā)育情況，距離預(yù)測(cè)煤層分岔區(qū)100m位置開始，每天進(jìn)行一次巷道底板探測(cè)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)巷道發(fā)育逐漸變厚的夾矸后，加強(qiáng)底板探測(cè)（看穿過底板巖石是否有煤，初期探2m），以夾矸后0．5m為基準(zhǔn)，探測(cè)一次底板煤巖情況（探深7m），若底板下均為巖石，可判定揭露3煤分岔線，巷道及時(shí)變坡，跟夾矸上面掘進(jìn)。為加強(qiáng)3煤分岔線的判斷準(zhǔn)確性，在跟夾矸上面掘進(jìn)后，仍要堅(jiān)持往前掘進(jìn)100m范圍的底板探測(cè)，以確定夾矸厚度及穿過夾矸下為3下煤，以保證技術(shù)的準(zhǔn)確性。

6 工作面停采線的控制

為保證83上01工作面停采線的控制，采取八采二號(hào)探巷掘進(jìn)超前八采一號(hào)探巷（約400m）方式掘進(jìn)，因八采二號(hào)探巷首先揭露83上01工作面3煤層分岔線，八采一號(hào)探巷拖后350m揭露煤層分岔線，在八采二號(hào)探巷通過并確3煤分岔線位置后，在八采一號(hào)探巷掘進(jìn)該位置，巷道起坡跟底掘進(jìn)，在達(dá)到八采一號(hào)探巷側(cè)煤層分岔線預(yù)測(cè)位置，進(jìn)行底板探測(cè)（是否有夾矸），在底板煤層下探測(cè)到0．5m后夾矸后，確定八采一號(hào)探巷側(cè)煤層分岔線預(yù)測(cè)位置，巷道施工平巷跟夾矸上面（即3上煤底板）掘進(jìn)，完成工作面停采線掘進(jìn)施工的設(shè)計(jì)要求。

7 供電及膠帶輸送機(jī)

由于順槽距離長(zhǎng)，供電壓降大，在巷道施工至1300m時(shí)，增設(shè)1臺(tái)1140V變壓器（KBSGZY-800/6）、1臺(tái)660V變壓器（KBSGZY-630/6），進(jìn)行電壓補(bǔ)償，保證迎頭正常用電電壓。巷道距離長(zhǎng)采用SSJ-150型膠帶輸送機(jī)（運(yùn)距1300m，帶寬1000m，功率75kW），掘進(jìn)在施工至1300m前使用1部SSJ-150型膠帶輸送機(jī)，巷道掘進(jìn)距離超過1300m時(shí)，撐寬膠帶輸送機(jī)接力硐室，安設(shè)第二部接力膠帶輸送機(jī)。

8 大功率綜掘機(jī)

長(zhǎng)距離、大斷面掘進(jìn)施工采用大功率掘進(jìn)機(jī)，EBZ230掘進(jìn)機(jī)：總長(zhǎng)（不帶附加運(yùn)輸機(jī)）：10．5m；總寬：3．2m；總高（最?。?．72m；總重68t；總功率：320kW；電壓：1140V；爬坡能力±18°；切割硬度：≤80MPa；切割高度：5m；切割寬度：6．5m；切割面積：32m2。大功率掘進(jìn)機(jī)的使用極大提高了截割速度與出煤速度，每循環(huán)（2排）截割時(shí)間控制在30min之內(nèi)，同時(shí)EBZ230掘進(jìn)機(jī)破巖、爬坡能力強(qiáng)，與SSJ-150型膠帶輸送機(jī)的配合。EBZ230掘進(jìn)機(jī)配合機(jī)載臨時(shí)支護(hù)的使用，替代了普通前探梁，實(shí)現(xiàn)臨時(shí)支護(hù)的機(jī)械化操作。

9 單軌吊運(yùn)人、運(yùn)料

八采一號(hào)、二號(hào)探巷順槽長(zhǎng)度長(zhǎng)，行人距離達(dá)2700m，需使用6部25kW絞車及1部SQ-800/110型連續(xù)牽引車，運(yùn)輸環(huán)節(jié)復(fù)雜，安全系數(shù)低，車輛掉道率高，運(yùn)料效率低，平均每進(jìn)2車料，進(jìn)車出車需要2小時(shí)以上。巷道距離遠(yuǎn)，人員來回需要至少行走1．5小時(shí)以上。為解決行人、運(yùn)料以上問題，巷道采用單軌吊進(jìn)行運(yùn)人、運(yùn)料，選用DZ22003+3型沙爾夫單軌機(jī)車，該機(jī)車使用80kW四缸渦輪柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，8驅(qū)動(dòng)輪組進(jìn)行牽引，自帶尾氣過濾及機(jī)車?yán)鋮s系統(tǒng)，最大提升能力達(dá)20t，運(yùn)行速度最快可達(dá)2m/s，機(jī)車油箱經(jīng)改造后，由原來140L油量增加到1000L，機(jī)車有可靠的信號(hào)、顯示、報(bào)警及制動(dòng)系統(tǒng)。運(yùn)行軌道采用重型單軌吊梁。采用使用錨桿及配合錨鏈進(jìn)行固定。八采一號(hào)、二號(hào)探巷掘進(jìn)施工中單軌吊的使用，將運(yùn)人、運(yùn)料時(shí)間縮短至單趟20分鐘，單趟運(yùn)人20人，單鉤砸車2車。單軌的使用為節(jié)約勞動(dòng)力、改善職工作業(yè)環(huán)境、加快運(yùn)料速度，提供的有力保證，極大促進(jìn)了安全高效掘進(jìn)。

10 切眼大斷面及9m大抹角的施工

83上01切眼全寬9．5m，施工機(jī)窩后巷道全寬達(dá)12m，為目前鮑店煤礦最大的切眼，切眼采用先導(dǎo)硐（5m）后刷寬（4．5m）的方式，切眼分上下兩段由兩個(gè)隊(duì)伍兩部掘進(jìn)機(jī)、兩套出煤系統(tǒng)同時(shí)施工，貫通后采取掘進(jìn)機(jī)“X”型對(duì)調(diào)方式繼續(xù)往前進(jìn)行刷寬，不再進(jìn)調(diào)頭。巷道采用鋼帶錨網(wǎng)錨索支護(hù)方式，在此基礎(chǔ)上，距切眼前壁及后壁各2900mm架設(shè)兩趟順山DFB金屬頂梁棚，在刷寬側(cè)施工1趟順山鋼帶錨索支護(hù)方式，加強(qiáng)頂板支護(hù)。切眼單體液壓支護(hù)采用一次成型，改變了以往切眼成型后改單體的額外勞動(dòng)量。切眼機(jī)窩采用掘進(jìn)機(jī)一次成型，支護(hù)采取邊錨網(wǎng)錨索支護(hù)刷寬后邊架設(shè)順山DFB金屬頂梁棚的方式，保證了及時(shí)支護(hù)。83上01切眼兩端頭抹角，半徑達(dá)9m，如此大尺寸抹角施工也是鮑店煤礦首例，兩端頭抹角采取了兩種施工工藝，均取得了良好的施工效果。方法1：采用現(xiàn)將順槽掘進(jìn)至設(shè)計(jì)位置后，在巷道抹角范圍施工2趟順山鋼帶錨索，縮膠帶輸送機(jī)、退掘進(jìn)機(jī)后，逐排抹角，鋼帶布置垂直于切眼中線。方法2：采用順槽掘進(jìn)期間，邊掘邊抹的方式進(jìn)行，鋼帶布置垂直于順槽中線線。抹角實(shí)現(xiàn)了快速、安全施工，且成型良好，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

11 結(jié)語

83上01工作面超期礦預(yù)定工期半個(gè)月完成全部工程施工，在地質(zhì)條件不明、復(fù)雜地質(zhì)條件下，完成了大斷面、遠(yuǎn)距離巷道掘進(jìn)，為下一步八采區(qū)及七采區(qū)長(zhǎng)距離、復(fù)雜地質(zhì)條件下的掘進(jìn)積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)了掘進(jìn)施工工藝的不斷發(fā)展。是安全高效綜掘機(jī)械化掘進(jìn)的在新領(lǐng)域的不斷探索，具有很好的安全及技術(shù)意義。

TD263.2

A

1671-0711（2017）09（上）-0206-02