王 亮 孟碧坤

（大同煤礦集團有限責任公司云岡礦，山西 大同 037000）

1 概況

81001工作面位于410盤區(qū)12-2#層，12-2#煤層與上覆3#煤層層間距平均為128m，與上覆8#煤層層間距平均為74m，與上覆12#煤層層間距為1.8～2.3m。12-2#層81001工作面為極近距離煤層工作面，且81001切巷恰好位于上覆12#層81035采空區(qū)下方，層間距僅2m左右。

81001切巷設計長132m，巷道寬×高=6.2m×2.8m，以方位265°10′由東北往西南方向掘進。該區(qū)域煤層厚度2.5～3.2m，局部含1～2層厚度0.1～0.5m的夾石。直接頂為灰色粉細砂巖，厚度0.7～1.3m，平均1.0m；直接底為深灰色粉砂巖，厚度約0.7m。工作面頂?shù)装鍘r性如表1所示。

2 切巷施工原則

工作面上覆存在采空區(qū)影響，且層間距較小，為了減小切巷施工作業(yè)對頂板產(chǎn)生影響，工作面盡可能使用掘進機組進行施工作業(yè)。掘進機施工作業(yè)需提前施工機窩，供設備穩(wěn)裝和使用?？紤]頂板管理相關規(guī)定，工作面切巷需采用小斷面貫通，貫通后擴幫成巷進行作業(yè)。

表1 工作面頂?shù)装鍘r性

3 切巷施工工藝技術研究

3.1 切巷施工工藝

根據(jù)上述施工原則，研究制定了如下施工工藝，保證掘進工作的正常進行。

（1）炮掘30m機窩施工工藝

由于切巷層間距較小，為了減少爆破工藝對頂板的震動影響，打淺眼、少裝藥、放小炮，以切巷南幫為基準小斷面炮掘30m機窩。然后再對機窩進行擴幫。為了保證機窩處皮帶頭的正常運行，機窩段四腿雙梁棚需替換為全斷面四腿雙梁棚，最后穩(wěn)裝機組和皮帶。

（2）小斷面機掘貫通施工工藝

炮掘機窩掘進完成后，正巷掘進采用EBZ-230掘進機進行截割裝載，配套膠帶運送機運煤，采用MQT系列風動鉆機打、裝頂部錨桿和錨索。小斷面掘進施工巷道支護如圖1所示。

圖1 小斷面掘進施工巷道支護斷面圖

（3）大斷面正巷機掘擴幫施工工藝

小斷面掘進貫通后，掘進機退后至機窩處開始擴幫，正巷擴幫采用機掘機組施工工藝。

正巷若使用全斷面四腿雙梁棚，跨度太大，中間需支設單體柱。由于正巷內(nèi)膠帶運輸機等設備較多，全斷面雙腿雙梁棚施工困難，故采用小斷面四腿雙梁棚與雙腿單梁棚交錯布置。即頂板支護采用一根四眼鋼帶與已掘巷道鋼帶搭接配螺紋鋼錨桿及金屬網(wǎng)片聯(lián)合主動支護頂板，再與已掘巷道四腿雙梁鋼棚交叉架設單腿單梁鋼棚，剎頂背幫，被動支護頂板的雙重支護。擴幫施工斷面圖如圖2所示。

圖2 擴幫施工斷面圖

3.2 切巷施工要求

（1）炮掘施工要求

巷道掘進采用手持式風動煤鉆和風動巖鉆打眼、人工裝藥爆破的方法施工。巷道沿煤層頂板掘進，嚴格控制巷道高度，嚴禁超高欠高。

① 放炮作業(yè)必須打淺眼、少裝藥、放小炮，每眼裝藥量200g為限，眼深以1.5m為限。

② 開口前，必須將附近可能被爆破危及的管線設備移走或掩護好，防止放炮打壞。

③ 對切巷交叉點搬角R=4m，對開口后形成交岔點處的頂板加大支護密度，使其控頂距不大于0.7m。

（2）機掘施工要求

巷道掘進采用EBZ-230掘進機進行截割裝載，配套膠帶運送機運煤，采用MQT系列風動鉆機打、裝頂部錨桿和錨索。巷道沿煤層頂板掘進，嚴格控制巷道高度，嚴禁超高欠高。

（3）永久支護施工要求

采用錨桿+錨索+四腿雙梁鋼棚/雙腿單梁棚+金屬片網(wǎng)聯(lián)合支護。巷道4.2m寬斷面，每排支護4根錨桿，排間距不大于700×900mm，錨桿用120×120mm小墊及機制螺帽擰緊，錨桿外露長度10～50mm，孔深1.68～1.71m，每根錨桿必須使用不低于兩根樹脂，盡量實現(xiàn)全長錨固，錨桿預緊力要求達到200N·m，錨固力不低于110kN。

同時采用工字鋼四腿雙梁鋼棚加U型三卡聯(lián)合支護，鋼棚整體呈梯形布置，對巷道進行雙重支護。為增強鋼棚的穩(wěn)定性，防止鋼棚傾倒傷人事故發(fā)生，架棚結束后通過錨索和夾板對棚梁加打共計2道U型卡子進行加固。錨索主要起懸吊棚梁作用，不作為永久支護。

錨桿支護放炮前最小控頂距不得大于錨桿的一個排距，放炮后最大控頂距不得大于錨桿的一個排距加上一個循環(huán)進尺，嚴禁超控頂作業(yè)。放炮后必須及時將錨桿支護跟進到工作面，嚴禁給下一班留空頂。當工作面因故臨時停掘時，錨桿支護緊跟到工作面，控頂距為零。

3.3 巷道圍巖變形監(jiān)測

通過監(jiān)測巷道表面位移數(shù)據(jù)能夠判定圍巖的運動情況，分析巷道圍巖是否進入穩(wěn)定狀態(tài)。通過對工作面切巷的頂板進行小斷面四腿雙梁棚與雙腿單梁棚交叉布置支設全斷面巷道技術，有效地減少了巷道變形量，保證了巷道支護效果，減少了巷道維護工作量，提高了巷道掘進的效率。

4 應用分析

云岡礦應用該技術成功圈定了12-2#層410盤區(qū)81001工作面，該工作面長132m，走向長465m，為有效采出該工作面賦存煤量奠定了基礎。采出16.5萬t煤炭，按照每噸收益100元計算，該工作面收益1650萬元，去除巷道掘進等成本138萬元，收益1512萬元。

5 結語

利用機掘正巷及擴幫技術，避免了炮掘?qū)敯宓恼饎佑绊?，成功解決了極近距離采空區(qū)下巷道施工難題。利用打淺眼、少裝藥、放小炮爆破技術順利施工掘進機窩，盡可能減小對頂板產(chǎn)生震動影響，成功解決了掘進機窩順利施工的難題。利用全斷面四腿雙梁棚支設技術支設巷道機窩段，為掘進機組及膠帶運輸機提供了作業(yè)空間。利用小斷面四腿雙梁棚與雙腿單梁棚交叉布置支設全斷面巷道技術，避免了全斷面四腿雙梁棚梁長較長、支設困難的難題。