趙江波

（晉煤集團(tuán)寺河煤礦二號(hào)井，山西 晉城 048019）

1 概述

晉煤集團(tuán)寺河煤礦二號(hào)井153304 工作面回風(fēng)繞道位于井田三盤區(qū)，施工巷道上部為該礦9#煤七盤區(qū)采空區(qū)，東側(cè)為153303 綜采工作面（已形成），西為實(shí)體煤，南為實(shí)體煤，北為盤區(qū)大巷。如圖1所示。

圖1 153304 工作面回風(fēng)繞道平面布置示意圖

153304 回風(fēng)繞道設(shè)計(jì)長度為80m，巷道設(shè)計(jì)斷面規(guī)格為寬×高=4.0×3.0m。施工巷道沿15#煤層頂板平行掘進(jìn)，巷道頂板主要采用錨桿、錨索、鋼帶聯(lián)合支護(hù)。錨桿型號(hào)為MSGLW400/20×2000，每排布置5 根，間距為0.9m；錨索型號(hào)為SKP15-1/1860，長度5300mm，直徑15.24mm，每排布置2根，間距×排距為=2.0×3.0m；鋼帶長度為3.8m，寬度為0.15m，每根鋼帶配套5 根錨桿。

施工巷道直接頂主要以泥巖為主，平均厚度為5.7m；基本頂主要以粉砂巖為主，平均厚度為8.9m。根據(jù)礦地測科提供資料顯示，153304 回風(fēng)繞道在距153103 巷5m 處揭露一條逆斷層，斷層落差為1.3m，傾角為47°，受構(gòu)造應(yīng)力影響，回風(fēng)繞道在過斷層期間頂板易出現(xiàn)破碎現(xiàn)象。

2 153304回風(fēng)繞道原施工工藝及問題分析

2.1 原施工工藝

（1）153304 回風(fēng)繞道采用爆破施工工藝。巷道從回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷開口施工，巷道掘進(jìn)30m 后與153103 巷貫通，巷道貫通后從153103 巷繼續(xù)開口施工，巷道施工60m 后與153102 巷貫通。

（2）153304 回風(fēng)繞道與153102 巷貫通前，在153103 巷指定位置進(jìn)行挑頂施工構(gòu)筑1#風(fēng)橋。1#風(fēng)橋設(shè)計(jì)長度為21m，挑頂高度達(dá)3.0m。風(fēng)橋共計(jì)三段，兩段斜坡長度為7.0m，一段平巷長度為10m。風(fēng)橋采用松動(dòng)爆破施工工藝。

（3）風(fēng)橋挑頂施工完成后，在153103 巷兩幫開口處分別構(gòu)筑兩道斷面規(guī)格為長×寬×高=4.0×0.75×3.0m磚墻，在磚墻上方鋪設(shè)長度為5.0m工字鋼梁及水泥背板構(gòu)筑1#風(fēng)橋，待風(fēng)橋構(gòu)筑完成后再進(jìn)行153304 回風(fēng)繞道與153102 巷貫通施工。

2.2 問題分析

（1）巷道施工周期長。153304 回風(fēng)繞道在施工期間需進(jìn)行兩次貫通施工，挑頂施工一處，并人工構(gòu)筑風(fēng)橋一座，回風(fēng)繞道施工完成后需用時(shí)52d，施工周期相對(duì)較長，巷道施工效率低。

（2）設(shè)備安裝數(shù)量多。回風(fēng)繞道與153103巷貫通施工前，需在巷道內(nèi)共計(jì)安裝兩部SSJ-800型帶式輸送機(jī)及一部耙?guī)r機(jī)進(jìn)行聯(lián)合出煤，并在153208 巷內(nèi)安裝兩臺(tái)30kW 局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行供風(fēng)。當(dāng)在掘進(jìn)153103 巷與153101 巷之間巷道時(shí)，需將原巷道內(nèi)一部SSJ-800 型帶式輸送機(jī)、耙?guī)r機(jī)搬家至施工巷道內(nèi)，并將兩臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)搬遷并安裝至153103 上風(fēng)側(cè)。從而造成設(shè)備數(shù)量及安裝次數(shù)多，加大了設(shè)備安裝難度，延長了巷道掘進(jìn)周期。

（3）對(duì)153103 巷安全運(yùn)輸影響大。由于153103 巷主要擔(dān)負(fù)著盤區(qū)采掘工作面運(yùn)輸任務(wù)，在153103 巷大斷面挑頂施工、貫通、開口等爆破施工時(shí)，落下的煤矸石很容易壓死或損壞輸送機(jī)，影響整個(gè)盤區(qū)采掘面煤矸運(yùn)輸。

（4）斷層帶附近頂板支護(hù)效果差。由于施工巷道頂板主要以泥巖為主，巖石單軸抗壓強(qiáng)度不足35MPa，且回風(fēng)繞道掘進(jìn)至153103 巷附近時(shí)揭露一條F1 逆斷層，受施工巷道爆破震動(dòng)、構(gòu)造應(yīng)力影響，巷道頂板出現(xiàn)破碎、冒落現(xiàn)象。原支護(hù)設(shè)計(jì)中采用傳統(tǒng)錨桿支護(hù)效果差，不能保證巷道施工安全。

3 153304回風(fēng)繞道施工工藝優(yōu)化

3.1 雙向?qū)ы祥_口施工工藝

為了減少施工巷道掘進(jìn)期間設(shè)備安裝數(shù)量，提高巷道掘進(jìn)效率，保證巷道施工安全，決定對(duì)153304 回風(fēng)繞道原施工工藝進(jìn)行優(yōu)化，采用雙向?qū)ы祥_口施工工藝。

（1）首先在153103 巷道指定位置搭設(shè)工作盤，在工作盤上方預(yù)留規(guī)格為長×寬=0.5×0.5m 漏煤孔。工作盤采用直徑為300mm 圓木搭設(shè)而成，工作盤距巷道輸送機(jī)高度不得低于0.5m。

（2）在工作盤上方頂板進(jìn)行挑頂施工，挑頂規(guī)格為長×寬×高=4.0×4.0×3.0m，挑頂后及時(shí)對(duì)挑頂處進(jìn)行錨桿、錨索支護(hù)。

（3）在挑頂處兩幫沿挑頂處頂板進(jìn)行導(dǎo)硐施工，兩幫導(dǎo)硐斷面規(guī)格為寬× 高× 深=4.0×3.0×3.0m，導(dǎo)硐后在1#硐室內(nèi)安裝一部P-60B型耙?guī)r機(jī)。耙?guī)r機(jī)安裝后對(duì)2#硐室繼續(xù)導(dǎo)硐施工。

（4）2#導(dǎo)硐處頂?shù)装逡?5°俯角下山掘進(jìn)施工，當(dāng)俯斜掘進(jìn)7.0m 且揭露15#煤層頂?shù)装搴螅┕は锏榔叫芯蜻M(jìn)且掘進(jìn)18m 后與回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷貫通。

（5）153103 巷與回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷之間巷道施工完后，將耙?guī)r機(jī)安裝在2#硐室口處，然后對(duì)1#硐室以25°俯角下山掘進(jìn)，施工工藝與1#導(dǎo)硐下山掘進(jìn)工藝相同。

（6）回風(fēng)繞道施工完成后，在1#、2#硐室口之間平鋪10 根長度為5.0m 工字鋼梁，并采用地錨將鋼梁兩端與硐室底板進(jìn)行固定。鋼梁鋪設(shè)完成后在其上方鋪設(shè)水泥背板，如圖2 所示。

圖2 153304 回風(fēng)繞道雙向?qū)ы祥_口施工剖面示意圖

3.2 F1斷層破碎帶支護(hù)工藝優(yōu)化

為了保證施工巷道過F1 斷層帶期間頂板穩(wěn)定性，決定對(duì)斷層破碎帶采取“注漿+JW 錨索吊棚”進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。

（1）當(dāng)153304 回風(fēng)繞道施工至F1 斷層破碎帶附近，若頂板破碎嚴(yán)重，采用錨桿、錨索維護(hù)難度大時(shí)，可對(duì)頂板施工一排注漿斜孔。孔深為3.0m，鉆孔與頂板呈30°夾角布置，每排布置三個(gè)注漿鉆孔，間距×排距=1.5×3.0m。

（2）鉆孔施工完后采用高壓注漿泵依次向鉆孔內(nèi)注射聚氨酯粘合劑，注漿壓力為1.2MPa，注漿后及時(shí)對(duì)注漿鉆孔進(jìn)行封孔處理。注漿3h 后施工巷道繼續(xù)掘進(jìn)。

（3）為了防止破碎頂板出現(xiàn)下沉現(xiàn)象，在頂板錨桿、錨索施工完后，采用“JW”型錨索吊棚進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。錨索吊棚主要由一根長度為3.8m、寬度為0.35m 的“JW”型鋼梁及兩根長度為7.0m、直徑為21.6mm 預(yù)應(yīng)力錨索組成。

（4）“JW”型錨索吊棚垂直巷道布置，吊棚排距為2.0m，吊棚施工在頂板相鄰兩根鋼帶之間。

4 結(jié)語

153304 回風(fēng)繞道施工采用雙向?qū)ы祥_口施工工藝，取得了顯著成效：

（1）縮短了巷道施工周期。153304 回風(fēng)繞道采用雙向?qū)ы祥_口施工工藝，減少了巷道掘進(jìn)工程量，避免了巷道成型后再次挑頂施工，使巷道掘進(jìn)周期縮短至29d，大大提高了巷道掘進(jìn)效率。

（2）降低了支護(hù)材料成本費(fèi)用。優(yōu)化后施工工藝可實(shí)現(xiàn)巷道一次成型，與原施工工藝相比，避免了挑頂施工后二次補(bǔ)打支護(hù)工藝，減少了挑頂處支護(hù)材料成本費(fèi)用及勞動(dòng)費(fèi)用達(dá)16.5 萬元。

（3）提高了巷道運(yùn)輸效率。與原施工工藝相比，采用導(dǎo)硐開口施工工藝時(shí)巷道掘進(jìn)期間，可直接將煤矸石下放到盤區(qū)帶式輸送機(jī)上，縮短了煤矸石運(yùn)輸路線，提高了煤矸石運(yùn)輸效率，同時(shí)減少了工作面設(shè)備安裝數(shù)量及搬家次數(shù)。

（4）提高斷層帶處頂板穩(wěn)定性。對(duì)F1 斷層破碎帶處采用“注漿+JW 錨索吊棚”等聯(lián)合加強(qiáng)支護(hù)措施，保證了巷道頂板穩(wěn)定性，頂板未發(fā)生破碎、冒落現(xiàn)象，頂板最大下沉量控制在0.12m 以下。