孟祥臣

（霍州煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司團(tuán)柏煤礦，山西 臨汾 031400）

大斷面巷道在掘進(jìn)期間采用一次成巷掘進(jìn)施工工藝時(shí)，頂板暴露面積大，受圍巖應(yīng)力重新分布及上覆巖層自身重力影響，懸頂處壓力出現(xiàn)集中現(xiàn)象，頂板承載能力小于外力作用時(shí)出現(xiàn)破碎、下沉、深部巖層斷裂、離層等現(xiàn)象，從而加大了頂板支護(hù)難度，降低了支護(hù)效果。所以大斷面巷道掘進(jìn)時(shí)，必須合理控制巷道掘進(jìn)斷面，保證巷道掘進(jìn)后頂板具有一定承載能力，且支護(hù)后能夠形成耦合支護(hù)體，從而有效保證了巷道掘進(jìn)效率及施工安全。

1 概 述

霍州煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司團(tuán)柏煤礦107切巷位于一采區(qū)，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為122m，斷面規(guī)格為寬×高=6.7×3.0m，巷道沿10#煤層頂?shù)装迤叫芯蜻M(jìn)。截至目前107切巷已掘進(jìn)25m。

107切巷在前期掘進(jìn)時(shí)采用掘進(jìn)機(jī)一次性成巷掘進(jìn)施工工藝，頂板采用錨桿、錨索、鋼帶、金屬網(wǎng)、支設(shè)木柱等聯(lián)合支護(hù)。由于107切巷一次性成巷時(shí)頂板暴露面積大，且頂板支護(hù)不及時(shí)，造成頂板局部地段出現(xiàn)破碎、冒頂現(xiàn)象，錨桿支護(hù)失效嚴(yán)重；隨著切巷不斷延伸，頂板壓力逐漸加大，107切巷掘進(jìn)至18m處時(shí)，巷道支護(hù)出現(xiàn)變形、折斷現(xiàn)象。對(duì)此，團(tuán)柏煤礦決定采用分次掘進(jìn)施工方法，施工交錯(cuò)式鋼帶、縱向錨索吊棚進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)，保證大斷面巷道安全快速掘進(jìn)。

2 大斷面巷道快速施工方法研究

2.1 施工工藝優(yōu)化

（1）為了提高巷道掘進(jìn)效率及煤矸石運(yùn)輸效率，107切巷從25m處開始采用分次掘進(jìn)施工工藝，即大斷面巷道掘進(jìn)機(jī)一次性成巷，小斷面巷道松動(dòng)爆破施工。

（2）107切巷掘進(jìn)機(jī)一次性成巷時(shí)巷道斷面規(guī)格為寬×高=4.2×3.0m，巷道每掘進(jìn)一個(gè)循環(huán)后及時(shí)清理工作面煤矸石，并及時(shí)補(bǔ)打支護(hù)。

（3）當(dāng)107切巷機(jī)械化掘進(jìn)122m時(shí)與107回風(fēng)順槽貫通，形成穩(wěn)定通風(fēng)系統(tǒng)，此時(shí)停止局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)，并拆除工作面風(fēng)筒。

（4）107切巷貫通后及時(shí)移走掘進(jìn)機(jī)，對(duì)工作面煤壁幫進(jìn)行擴(kuò)幫，擴(kuò)幫時(shí)采用松動(dòng)爆破施工工藝，擴(kuò)幫規(guī)格為寬×高=2.5×3.0m。

（5）107切巷從頭巷向尾巷方向進(jìn)行擴(kuò)幫施工，擴(kuò)幫時(shí)在工作面穩(wěn)裝一部P-60B耙?guī)r機(jī)搭接工作面帶式輸送機(jī)進(jìn)行聯(lián)合出煤。

（6）107切巷擴(kuò)幫時(shí)采用松動(dòng)爆破施工工藝，從采空區(qū)側(cè)向煤壁側(cè)工作面共布置三排松動(dòng)爆破孔，每排6個(gè)，炮孔間距為0.5m，排距為1.0m，炮孔深度為1.2m，爆破時(shí)從采空區(qū)側(cè)向煤壁側(cè)依次爆破施工。

2.2 支護(hù)工藝優(yōu)化

（1）107切巷采用掘進(jìn)機(jī)一次成巷時(shí)頂板采用錨桿、錨索、“JW”型鋼帶聯(lián)合支護(hù)，頂板鋼帶長(zhǎng)度為4.0m，每根鋼帶配套5根長(zhǎng)度為2.5m左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，錨桿間距為0.9m，鋼帶排距為1.0m；頂板每隔三根鋼帶施工3根長(zhǎng)度為6.0m預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索，錨索間距為1.35m，排距為3.0m。

（2）107巷擴(kuò)幫處頂板同樣采用錨桿、錨索、“JW”型鋼帶聯(lián)合支護(hù)，頂板鋼帶長(zhǎng)度為3.5m，每根鋼帶配套5根長(zhǎng)度為2.5m左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，錨桿間距為0.75m，鋼帶排距為1.0m，且擴(kuò)幫處頂板鋼帶與一次性成巷頂板鋼帶交錯(cuò)布置，交錯(cuò)距離為1.0m；頂板每隔三根鋼帶施工2根長(zhǎng)度為6.0m預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索，錨索間距為1.6m，排距為3.0m。如圖1所示。

圖1 團(tuán)柏煤礦一采區(qū)107切巷支護(hù)斷面示意圖

（3）107切巷頂板永久支護(hù)施工完后，為了進(jìn)一步提高頂板穩(wěn)定性，在切巷頂板施工縱向錨索吊棚，錨索吊棚與“JW”型鋼帶垂直布置，錨索吊棚長(zhǎng)度為4.0m，每排施工5根錨索吊棚，吊棚間距為1.5m，相鄰兩組錨索吊棚交錯(cuò)式布置。

（4）為了便于后期采煤機(jī)割煤，靠近工作面一側(cè)煤壁施工三排玻璃鋼錨桿，錨桿間距為1.0m，排距為1.0m；靠近采空區(qū)側(cè)煤壁施工三排左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，錨桿間排距相同。

3 應(yīng)用效果

（1）107切巷采用分次掘進(jìn)施工工藝后，加快了巷道掘進(jìn)速度，平均掘進(jìn)進(jìn)度達(dá)5.2m/d。

（2）采用分次掘進(jìn)時(shí)避免了大斷面巷道一次性成巷時(shí)頂板壓力集中，造成頂板垮落事故發(fā)生。

（3）107切巷頂板布置交錯(cuò)式“JW”鋼帶，使掘進(jìn)機(jī)一次性成巷處頂板與擴(kuò)幫處頂板連接成整體，避免了兩巷交界處壓力集中出現(xiàn)破碎、冒頂事故發(fā)生。

（4）采用錨索吊棚代替?zhèn)鹘y(tǒng)的木柱支護(hù)，不僅節(jié)省了切巷空間，便于后期設(shè)備安裝，同時(shí)縱向錨索吊棚進(jìn)一步加強(qiáng)頂板穩(wěn)定性，107切巷頂板支護(hù)施工完后通過三個(gè)月進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)，頂板最大下沉量為0.15m，且保持不變，頂板未出現(xiàn)破碎、冒頂現(xiàn)象。

4 結(jié)語

團(tuán)柏煤礦在施工107切巷時(shí)，對(duì)大斷面一次成巷工藝帶來的難題進(jìn)行研究，采取分次掘進(jìn)施工工藝，采用“交錯(cuò)式JW型鋼帶+縱向錨索吊棚”聯(lián)合支護(hù)方式，實(shí)踐證明該施工工藝及支護(hù)措施，大大縮短了大斷面巷道施工周期，提高了頂板穩(wěn)定性，保證了大斷面巷道安全快速施工，取得了顯著成效。