張 飛
(大同煤礦集團雁崖煤業(yè)公司,山西 大同 037003)
大同煤礦集團雁崖煤業(yè)公司2305巷位于井田三盤區(qū),巷道設(shè)計長度為1900m,巷道斷面規(guī)格為寬×高=5.0m×4.5m。巷道掘進煤層為石炭系3#~5#煤層,平均厚度為4.0m。根據(jù)施工設(shè)計要求,首先施工2305運料繞道,運料繞道從山3~5#層盤區(qū)輔運巷開口施工,并以7°斜坡下山掘進35m以及65m后分別過盤區(qū)皮帶巷、回風(fēng)巷底板,層間距為2.5m。然后再以7°仰角上山掘進40m施工到位后,進行反掘2305巷。巷道反掘30m后與與盤區(qū)回風(fēng)巷貫通,在回風(fēng)巷進行挑頂并構(gòu)筑風(fēng)橋,然后巷道繼續(xù)掘進,當(dāng)巷道反掘30m后與盤區(qū)皮帶巷貫通。然后在2305巷80m處按設(shè)計拐彎施工2305巷回風(fēng)繞道,設(shè)計長度為60m。如圖1所示。
(1)巷道掘進量大。原施工設(shè)計中,2305巷系統(tǒng)巷掘進量大,共需掘進巷道長度達210m,加大了巷道掘進費用及支護成本費用,延長了2305巷掘進周期。
(2)設(shè)備穩(wěn)裝數(shù)量多,不利于設(shè)備安全管理。前期掘進階段在形成出煤系統(tǒng)前,巷道內(nèi)共計安裝5部膠帶輸送機、5臺200A隔爆開關(guān)、兩臺55kW風(fēng)機、一臺400A聯(lián)鎖開關(guān)、一臺260kW掘進機以及相關(guān)配套設(shè)備,如圖1所示,從而加大了巷道設(shè)備管理難度,特別是出煤系統(tǒng)復(fù)雜,運距長,巷道質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化差。
圖1 2305巷原施工設(shè)計巷道及設(shè)備平面布置示意圖
(3)施工工藝復(fù)雜。原施工工藝中2305巷運料繞道需過盤區(qū)皮帶巷、回風(fēng)巷底板,層間距為2.5m,且層間巖體主要以砂質(zhì)泥巖為主,易破碎,維護難度大,若采取措施不當(dāng)很容易引起層間巖體垮落。同時2305巷反掘時需在回風(fēng)巷風(fēng)橋挑頂施工,而山3~5#煤層頂板主要以炭質(zhì)泥巖為主,挑頂時受采動影響,頂板冒落現(xiàn)象嚴重,支護難度大。
為了減少巷道掘進量,提高2305巷掘進期間煤矸石運輸效率,決定對2305巷采用過巷掘進并預(yù)留漏煤口。
(1)優(yōu)化后的施工巷道從山3~5#層盤區(qū)輔運巷以60°夾角開口上山掘進,上山掘進角度為7°,上山掘進長度為40m。此時2305巷過盤區(qū)皮帶巷頂板,兩巷層間距為4.8m。
(2)上山掘進到位后,施工巷道平巷掘進長度為40m,然后再以7°斜坡下山掘進,掘進長度為40m,掘進到位后沿山3~5#煤層頂?shù)装迤叫芯蜻M,如圖2所示。
(3)2305巷上山掘進階段,分別在上山段、輔運巷以及輔皮聯(lián)巷各安裝一部SSJ-800型帶式輸送機進行聯(lián)合出煤。上山掘進到位后在山3~5#層皮帶巷上方施工一個漏煤眼,施工巷道在后期掘進時在巷道內(nèi)穩(wěn)裝一部SSJ-800型帶式輸送機且搭接漏煤眼進行聯(lián)合出煤。
圖2 優(yōu)化后2305巷布置示意圖
(1)漏煤眼施工前在皮帶巷及2305巷進行位置標(biāo)定,并在皮帶巷漏煤眼前后5m架設(shè)工字鋼棚,鋼棚間距為1.0m,共計10架。
(2)漏煤眼施工時,采用松動爆破分層施工工藝。漏煤眼施工斷面為矩形,斷面規(guī)格為長×寬×深=1.5×1.5×4.8m。采用Y-28型鉆機配套長度為1.5m六棱中控鉆桿以及直徑為42mm一字型鉆頭聯(lián)合施工爆破鉆孔。
(3)漏煤眼上分層施工深度為2.0m,從2305巷頂板往下施工,并及時清理起底處煤矸石。上分層施工到位后從皮帶巷道頂板指定位置進行下分層施工,下分層施工深度為2.8m。
(4)漏煤眼施工完后,采用金屬網(wǎng)、錨桿對漏煤眼內(nèi)壁進行維護。錨桿長度為1.2m,錨桿間距為0.75m,錨桿排距為0.5m。錨桿支護施工完后,對內(nèi)壁采用混凝土噴漿加固處理,噴漿厚度不得低于0.15m。
(1)漏煤斗采用厚度為6mm的鐵板加工制作而成,漏煤斗一般分為三個部分連接為一個整體。上半部分與掘進巷道底板平齊安裝,中間部位安裝在交叉點的層間距之中,下半部分安裝至離皮帶巷內(nèi)皮帶運輸機0.5m處,呈斜坡狀態(tài)平行于皮帶運行方向布置。
(2)受漏煤斗倉體重量影響,漏煤斗倉體分三部分對接安裝,總高度為6.5m,筒體寬度1.2m,筒體頂蓋主要為11#工字鋼梁構(gòu)成,平放在巷道底板上。每節(jié)筒體外邊緣0.2m處,每隔0.4m施工一個直徑為Ф20mm工螺絲眼孔,并采用螺絲將每一部件進行固定。
(3)漏煤眼倉體上口部位各用四根1.8m長的11#工字鋼梁,加工成“#字架”進行固定,并平鋪在2305巷底板上。下口部位同樣采用四根鋼梁將其與皮帶巷頂板固定。
(4)漏煤斗安裝后,在其與巷道空隙部位采用水泥、石子、沙子構(gòu)筑成混凝土澆筑,防止形成漏風(fēng)孔洞,混凝土澆筑時必須支盒,澆筑后必須確保倉體穩(wěn)固。
通過技術(shù)研究,對三盤區(qū)2305巷原運輸系統(tǒng)進行優(yōu)化,取得了顯著成效。
(1)施工巷道優(yōu)化后減少了巷道掘進量達90m,可節(jié)約巷道掘進、支護成本費用達84萬元。
(2)系統(tǒng)優(yōu)化后避免了回風(fēng)巷風(fēng)橋挑頂施工以及薄煤層過巷穿層施工,保證了巷道掘進安全,提高了巷道掘進效率。
(3)通過施工漏煤眼并安裝漏煤斗裝置,簡化了工作面出煤系統(tǒng),加快了掘進工作面出煤效率,解決了工作面煤流運輸困難;優(yōu)化精簡運輸機械設(shè)備和人員,做到工作面煤流運輸系統(tǒng)簡單、可靠;一般可以節(jié)省工作面3~5部皮帶運輸機設(shè)備。