張 聰

（大同煤礦集團(tuán)四臺(tái)礦，山西 大同 037001）

1 概述

大同煤礦集團(tuán)四臺(tái)礦21022巷位于14-3#層410盤區(qū)東翼，施工巷道以北、東為實(shí)煤區(qū)，以南為51021巷，以西為盤區(qū)大巷，如圖1所示。21022巷設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為1650m，設(shè)計(jì)斷面規(guī)格為寬×高=4.5×3.0m，巷道掘進(jìn)煤層為14-3#層，煤層平均厚度為2.7m。直接頂主要以炭質(zhì)泥巖為主，平均厚度為1.9m，巖石成層狀結(jié)構(gòu)，易破碎；基本頂主要以粉砂巖為主，平均厚度為6.7m，巖石硬度大。為了便于安裝輸送機(jī)，機(jī)頭段60m范圍內(nèi)巷道斷面規(guī)格為寬×高=4.5×5.2m。

2 21022巷機(jī)頭段原施工設(shè)計(jì)及問(wèn)題分析

2.1 機(jī)頭段原施工設(shè)計(jì)

（1）原施工設(shè)計(jì)中首先從1045軌道南大巷開(kāi)口施工皮軌聯(lián)巷Ⅱ，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為30m，巷道施工斷面規(guī)格為寬×高=4.5×3.0m，施工到位后與1045皮帶南大巷貫通，在距巷道貫通口10m范圍內(nèi)進(jìn)行挑頂，挑頂高度為2.2m；然后從皮帶南大巷繼續(xù)開(kāi)口施工21022巷機(jī)頭段，掘進(jìn)長(zhǎng)度為30m，巷道施工斷面規(guī)格為寬×高=4.5×3.0m；機(jī)頭段施工到位后再進(jìn)行松動(dòng)爆破挑頂施工，挑頂高度為2.2m，挑頂后確保機(jī)頭段高度為5.2m。

圖1 410盤區(qū) 21022巷平面布置示意圖

（2）皮軌聯(lián)巷Ⅱ開(kāi)口施工時(shí)，采用在軌道南大巷及皮軌聯(lián)巷I分別安裝兩部SSJ-800型帶式輸送機(jī)，并與1045皮帶南大巷輸送機(jī)搭接進(jìn)行聯(lián)合出煤；當(dāng)21022巷機(jī)頭段施工時(shí)，在機(jī)頭段直徑安裝一部SSJ-800型帶式輸送機(jī)與膠帶大巷輸送機(jī)搭接進(jìn)行聯(lián)合出煤。

（3）巷道施工期間，在1045軌道大巷以北20m處安裝兩臺(tái)功率為55kW局部通風(fēng)機(jī)對(duì)掘進(jìn)工作面進(jìn)行供風(fēng)。

2.2 存在的主要問(wèn)題

（1）原施工設(shè)計(jì)中需穩(wěn)裝三部膠帶輸送機(jī)以及多次穩(wěn)裝其他機(jī)械設(shè)備如耙?guī)r機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)等，不僅降低了巷道掘進(jìn)速率，平均掘進(jìn)量為3.5m/d，而且加大了勞動(dòng)強(qiáng)度。

（2）原設(shè)計(jì)中機(jī)頭段施工到位后再進(jìn)行挑頂施工，而21022巷直接頂主要以炭質(zhì)泥巖為主，巖層不穩(wěn)定，在采用松動(dòng)爆破挑頂施工時(shí)很容易造成直接頂大面積垮落，不利于巷道施工安全，而且巷道挑頂高度大，需在巷道能搭設(shè)工作盤，挑頂施工難度大、效率低。

（3）機(jī)頭段挑頂施工長(zhǎng)度為50m，挑頂前需取下原頂板支護(hù)，挑頂后再進(jìn)行二次補(bǔ)打支護(hù)。經(jīng)初步統(tǒng)計(jì)顯示，機(jī)頭段挑頂施工共計(jì)浪費(fèi)鋼帶60根、錨桿300套、錨索60套，支護(hù)材料費(fèi)用達(dá)7.8萬(wàn)元；挑頂施工及二次補(bǔ)打支護(hù)需10d完成，勞動(dòng)成本費(fèi)用達(dá)4.5萬(wàn)元。

3 施工工藝優(yōu)化

為了提高巷道掘進(jìn)效率，保證施工安全，機(jī)掘三隊(duì)通過(guò)技術(shù)研究對(duì)原施工方案進(jìn)行優(yōu)化，決定采用搭橋式雙向開(kāi)口分層掘進(jìn)施工工藝。

（1）首先由地測(cè)科在1045皮帶南大巷給出21022巷中線，并采用紅油漆在皮帶巷兩幫進(jìn)行標(biāo)定。

（2）以巷道中線為控制線，在皮帶巷搭設(shè)工作盤，工作盤主要由直徑為30mm圓木搭設(shè)而成，工作盤搭設(shè)高度為2.0m，搭設(shè)寬度為4.5m(皮帶巷巷寬），長(zhǎng)度為5.0m。在工作盤中部1045皮帶南大巷輸送機(jī)上方預(yù)留一個(gè)規(guī)格長(zhǎng)×寬=3.0×1.0m漏煤口。為了保證施工安全，在工作盤兩側(cè)安裝金屬網(wǎng)護(hù)欄，如圖2所示。

（3）當(dāng)工作盤搭設(shè)完成后，在1045皮帶南大巷距工作盤以北25m處安裝兩臺(tái)型號(hào)為55kW的局部通風(fēng)機(jī)并安裝風(fēng)筒。

（4）所有前期準(zhǔn)備工作完成后，采用松動(dòng)爆破法在21022巷機(jī)頭方向施工一個(gè)絞車硐室，硐室斷面規(guī)格為寬×高×深=4.5×3.2×3.0m，絞車硐室頂板位置與21022巷機(jī)頭段頂板位置一致。

（5）絞車硐室施工完后，在硐室內(nèi)安裝一部型號(hào)P-60B型耙?guī)r機(jī)，為了減小耙?guī)r機(jī)鋼絲繩磨損，絞車安裝后在漏煤口處安裝兩根長(zhǎng)度為0.8m、直徑為0.20m滾管。

（6）在工作盤上采用Y28型鉆機(jī)對(duì)皮帶巷頂板施工松動(dòng)爆破孔進(jìn)行挑頂施工，皮帶巷挑頂斷面規(guī)格為長(zhǎng)×寬×深=4.5×4.5×2.2m，挑頂后及時(shí)對(duì)挑頂處施工永久支護(hù)。

（7）皮帶巷挑頂后，采用爆破分層掘進(jìn)施工工藝從1045皮帶南大巷向1045軌道南大巷方向施工皮軌聯(lián)巷Ⅱ，施工斷面規(guī)格為寬×高=4.5×3.2m。當(dāng)巷道掘進(jìn)10m后，施工巷道頂?shù)装逡?°斜坡下山掘進(jìn)。下山掘進(jìn)8.5m且見(jiàn)底后施工巷道沿14-3#層頂?shù)装迤叫芯蜻M(jìn)，確保巷道高度為3.0m，直至與1045軌道南大巷貫通，如圖2所示。

圖2 四臺(tái)礦410盤區(qū)皮軌聯(lián)巷Ⅱ分層掘進(jìn)施工剖面圖

（8）皮軌聯(lián)巷Ⅱ與1045軌道南大巷貫通后，將耙?guī)r機(jī)穩(wěn)裝在皮軌聯(lián)巷預(yù)留底煤平臺(tái)上，繼續(xù)皮帶巷幫開(kāi)口施工機(jī)頭段，與皮軌聯(lián)巷Ⅱ施工工藝相同，如圖3所示。

（9）待皮軌聯(lián)巷Ⅱ與機(jī)頭段上分層施工到位后，采用松動(dòng)爆破施工工藝對(duì)下分層底煤進(jìn)行起底施工，起底施工后確保巷道斷面規(guī)格符合設(shè)計(jì)要求。

圖3 410盤區(qū)21022巷機(jī)頭段分層掘進(jìn)施工剖面圖

4 結(jié) 語(yǔ)

（1）采用優(yōu)化施工工藝后，巷道在施工期間只需安裝一部耙?guī)r機(jī)即可完成出煤，無(wú)需安裝帶式輸送機(jī)，提高了巷道煤矸石運(yùn)輸效率，降低了人工安裝輸送機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度。

（2）采用上分層掘進(jìn)施工工藝，實(shí)現(xiàn)上端面一次性成巷，保證了巷道施工安全，無(wú)需二次補(bǔ)打頂板支護(hù)，降低了挑頂施工勞動(dòng)強(qiáng)度及支護(hù)成本費(fèi)用，可節(jié)約勞動(dòng)、支護(hù)材料成本費(fèi)用共計(jì)達(dá)17萬(wàn)元。

（3）采用搭橋式雙向開(kāi)口分層掘進(jìn)施工工藝減少設(shè)備安裝次數(shù)，避免了挑頂施工工序，加快了巷道掘進(jìn)效率，比計(jì)劃安排提前3.5d完成任務(wù)。