大傾角長(zhǎng)距離巖巷快速施工技術(shù)

李 寧

（西山煤電集團(tuán)公司 鎮(zhèn)城底礦，山西 古交 030203）

鎮(zhèn)城底礦是山西焦煤西山煤電古交礦區(qū)五對(duì)礦井之一，實(shí)行二級(jí)管理模式，井田位于西山煤田的西北邊緣，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷裂構(gòu)造發(fā)育。為解決該礦南一下組采區(qū)配風(fēng)緊張、風(fēng)量富裕系數(shù)無(wú)法達(dá)到公司要求的問(wèn)題，需對(duì)南一下組采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。通過(guò)在28117軌道巷掌子面至東總回風(fēng)巷之間施工一條南一下組采區(qū)回風(fēng)下山聯(lián)絡(luò)巷，由東回風(fēng)井承擔(dān)南一下組采區(qū)下山區(qū)域的回風(fēng)任務(wù)，西回風(fēng)井承擔(dān)南一下組上山區(qū)域的回風(fēng)任務(wù)，以提高南一下組采區(qū)風(fēng)量富裕系數(shù)，增加礦井通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性。

1 確定施工方案

1.1 施工方案1

開(kāi)口位置位于28117軌道巷掌子面，27°7′6″上山施工，施工水平距離83.5m，預(yù)計(jì)高差為47.6m，施工工程量為98.6m.施工方案1示意圖見(jiàn)圖1.

2 施工方案2

開(kāi)口位置位于820軌道大巷與東翼總回風(fēng)巷聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)，18°下山施工，施工水平距離為175m，預(yù)計(jì)高差48.6m，施工工程量為185m.施工方案2示意圖見(jiàn)圖2.

1.3 方案對(duì)比

1）方案1需做準(zhǔn)備工作如下：

a）對(duì)28117軌道巷的綜掘機(jī)進(jìn)行拆除，并安裝調(diào)試好耙斗裝巖機(jī)。

圖1 施工方案1示意圖

圖2 施工方案2示意圖

b）將820水平聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)風(fēng)門(mén)進(jìn)行重新布置，保證貫通位置暢通無(wú)雜物。

c）28117軌道巷需鋪設(shè)軌道或采用無(wú)軌膠輪車進(jìn)行輔助運(yùn)輸。

2）方案2需做準(zhǔn)備工作如下：

a）將820水平聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)風(fēng)門(mén)進(jìn)行重新布置，保證施工開(kāi)口位置暢通無(wú)雜物。

b）安裝調(diào)試好耙斗裝巖機(jī)。

c）每班需派人到暗斜井提放材料，空重車，保證材料及渣子的外排。

1.4 方案選擇

綜合考慮，以上兩方案的工程量及施工難度，研究決定采用方案1，其有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）28117軌道巷內(nèi)膠帶輸送機(jī)可用于矸石的轉(zhuǎn)運(yùn)，施工材料采用無(wú)軌膠輪車運(yùn)輸，提高運(yùn)送效率。

2）工程量較小，可以明顯縮短施工工期，且工作面沒(méi)有積水。

3）工作面打眼作業(yè)與后方出渣平行作業(yè)安全系數(shù)高，提高了工作面的有效作業(yè)時(shí)間。

2 施工方案

南一下組采區(qū)回風(fēng)下山聯(lián)絡(luò)巷從28117軌道巷掌子面C#點(diǎn)開(kāi)始施工，方位角30°30′13″，按27°7′6″上山掘進(jìn)施工76.6m進(jìn)入與820皮帶大巷的立交區(qū)域，位于820皮帶大巷下部，立交長(zhǎng)度4.5m，頂板距820皮帶大巷底板最小間距為5.2m；施工98.6m與820上組回風(fēng)巷貫通。

在施工作業(yè)初始階段，耙斗裝巖機(jī)固定在距28117軌道巷1190m處，因施工巷道與28117軌道巷有17°水平夾角，在施工20m后，在起坡點(diǎn)處鋪設(shè)10°的上山軌道15m，用于固定耙斗裝巖機(jī)，使耙斗裝巖機(jī)機(jī)身與所施工巷道一致，提高裝巖效率，同時(shí)也為激光指向儀的安設(shè)提供條件。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件預(yù)計(jì)施工30～40m后，將耙斗裝巖機(jī)移至坡上，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐及制定與實(shí)施安全技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)了安全高效的掘進(jìn)施工。

1）27°斜坡段耙斗裝巖機(jī)的移置與固定方法。

a）耙斗裝巖機(jī)的移置采用SDJ-20型雙速絞車，繩徑24.5mm，使用承載能力為10t反滑輪反拉至預(yù)移位置的方式（經(jīng)驗(yàn)算符合安全系數(shù)要求）。

b）使用專門(mén)打注的幫錨桿配合鋼絲繩固定反滑輪，具體規(guī)定如下：

在工作面退后1.0m的兩幫各打注2根幫錨桿，2根錨桿上下間距200mm，下方錨桿距底板1.0m，保證錨桿外露150mm，頂開(kāi)力矩螺帽，墊片向外露出30～50mm的錨桿絲扣。同時(shí)打注用于固定耙斗裝巖機(jī)的地錨桿，布置方式同固定反滑輪的錨桿布置及打注方式相同，下方幫錨桿距底板150～200mm的位置。共打注2組固定耙斗裝巖機(jī)用錨桿，共計(jì)8根，兩組間距2m.

c）將d21.5mm的新鋼絲繩繞過(guò)錨桿托盤(pán)內(nèi)的桿體與自身重疊，且兩繩頭也重疊在一起用4道25#的繩卡卡緊，鋼絲繩套必須小于錨桿托盤(pán)，以防拉脫。每組錨桿上各套2道鋼絲繩，共計(jì)每幫錨桿上共計(jì)4個(gè)繩套，繩卡16道。

d）將一個(gè)承載能力為10t的滑輪鉤頭掛在卡緊的鋼絲繩上，并上好保險(xiǎn)，防止滑輪脫落，將SDJ-20型雙速絞車鋼絲繩繞過(guò)反滑輪將鉤頭用d24.5mm的新鋼絲繩用3道28#的繩卡固定在耙斗裝巖機(jī)機(jī)身的前端，使用同樣的方法將絞車保險(xiǎn)繩固定在耙斗裝巖機(jī)機(jī)身的后端。絞車保險(xiǎn)繩必須按照耙斗裝巖機(jī)尺寸專門(mén)制作，保證繩長(zhǎng)富裕量不得超過(guò)1.0m，保險(xiǎn)繩與主繩的繩徑相同均為d24.5mm，連接采用5道28#繩卡固定。

e）卸開(kāi)固定耙斗裝巖機(jī)的4個(gè)卡軌器，人員進(jìn)入就近的躲避硐室，進(jìn)行試?yán)?，慢慢試?yán)瓋纱?，確認(rèn)無(wú)誤后，再卸開(kāi)原固定耙斗裝巖機(jī)的地錨鋼絲繩和吊掛尾槽的鋼絲繩，慢慢開(kāi)動(dòng)絞車，使用慢速檔將耙斗裝巖機(jī)拉至預(yù)移位置。

f）耙斗裝巖機(jī)移到位停穩(wěn)后，人員才準(zhǔn)上去，用d18.5mm的新鋼絲繩繞過(guò)耙斗裝巖機(jī)底盤(pán)與地錨桿托盤(pán)，用3道20#的繩卡卡牢，共固定4道鋼絲繩，將耙斗裝巖機(jī)的4道卡軌器與軌道卡緊，裝好耙斗裝巖機(jī)支撐腿，上好擋繩欄、防護(hù)網(wǎng)及擋碴板，方可進(jìn)行其他施工作業(yè)。

g）耙斗裝巖機(jī)尾槽吊掛方法：

在耙斗裝巖機(jī)尾槽固定位置正上方偏工作面?zhèn)?00～500mm位置居中打注1根錨桿，錨桿外露150 mm，絲扣露出螺帽30～50mm，使用d18.5mm的新鋼絲繩穿過(guò)耙斗裝巖機(jī)尾槽2圈，用3道20#的繩卡卡牢，保證鋼絲繩套小于錨桿托盤(pán)，以防拉脫。

2）耙斗裝巖機(jī)移置斜坡段后，因尾槽角度大，出渣作業(yè)時(shí)采取以下方法，預(yù)防耙斗掉落。

a）加工制作專用尾槽，增加尾槽高度至1000 mm，兩側(cè)護(hù)幫板也相應(yīng)加高。

b）設(shè)置防護(hù)欄：在耙斗裝巖機(jī)尾槽段左右兩側(cè)護(hù)板位置的頂板沿護(hù)板方向均勻布置3對(duì)錨桿，錨桿外露150mm帶托盤(pán)，桿體絲扣露出螺帽30～50mm，使用d18.5mm的新鋼絲繩穿過(guò)耙斗裝巖機(jī)尾槽底部，將鋼絲繩兩端用3道20#的繩卡卡牢固定在對(duì)應(yīng)的1對(duì)錨桿托盤(pán)內(nèi)側(cè)的桿體上，保證繩套小于錨桿托盤(pán)，以防受力拉脫。

3）耙斗裝巖機(jī)移至斜坡后，需增設(shè)1部40t刮板輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)矸石，刮板輸送機(jī)機(jī)頭、溜槽及機(jī)尾的固定方法。

a）刮板輸送機(jī)機(jī)頭機(jī)尾的固定采用打注地錨桿，使用d18.5mm的新鋼絲繩配合20#繩卡固定，具體固定方式見(jiàn)耙斗裝巖機(jī)固定方式。

b）為防止刮板輸送機(jī)運(yùn)送矸石滾落傷人，在刮板輸送機(jī)溜槽兩側(cè)加設(shè)護(hù)板，護(hù)板采用松木板制作，尺寸為：長(zhǎng)×寬×厚=2500mm×500mm×50mm，固定方式采用從機(jī)尾第一節(jié)溜槽開(kāi)始距木板端頭250mm的位置打注1根，外露500mm，之后每隔2m打注1根1.2m長(zhǎng)的螺紋鋼地錨桿固定，溜槽兩側(cè)對(duì)稱布置錨桿，使用8#鐵絲將木板牢固捆綁在錨桿上。

c）為防止刮板輸送機(jī)溜槽受力拱起，從機(jī)尾開(kāi)始打注第一對(duì)錨桿，每隔5m打注1對(duì)2.2m長(zhǎng)的螺紋鋼錨桿，溜槽兩側(cè)對(duì)稱布置，錨桿外露150mm，帶托盤(pán)，桿體露出螺帽外30～50mm，使用d18.5mm的新鋼絲繩將溜槽與錨桿固定，使用20#繩卡連接牢固，并保證繩套小于托盤(pán)，以防意外拉脫。

4）按照常規(guī)炮眼布置方法，工作面爆破后端頭會(huì)出現(xiàn)傘檐，浮巖活矸極易冒落傷人，采用如下炮眼布置，有效解決了傘巖危害。

5）采用以下方法有效解決了大石塊易飛落傷人、工作面扒渣、倒渣困難問(wèn)題。

a）控制循環(huán)進(jìn)尺為1.6m，嚴(yán)格按照炮眼布置圖布置炮眼，保證周邊眼眼距不大于300mm，輔助眼眼距不大于400mm.正向裝藥，提高炮眼封泥的填裝質(zhì)量，全斷面分3次裝藥，分3次爆破，保證爆破效果，提高巖石破碎率。

b）加工高度為1m的耙斗裝巖機(jī)擋渣板并固定牢固，擋渣板前5m范圍內(nèi)不準(zhǔn)存渣子，用以緩沖滑落的矸石，并在耙斗裝巖機(jī)司機(jī)操作側(cè)的擋渣板后方設(shè)置寬度≥0.7m，高度≥1.8m呈垂直狀的防護(hù)網(wǎng)，確保耙斗裝巖機(jī)司機(jī)的安全。

c）嚴(yán)格控制耙斗裝巖機(jī)主副滾筒的出繩速度，控制矸石滑落速度，保證下方司機(jī)安全。

6）巷道角度大，工作面風(fēng)筒吊掛困難和炮煙排除困難的解決辦法。

使用d6mm細(xì)鋼絲繩配合8#鋼絲繩卡固定風(fēng)筒：工作面所使用的風(fēng)筒由d800mm改為d500mm，固定間距由原來(lái)的10m改為5m，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，隨時(shí)進(jìn)行加固，以防止巷道傾角大，因風(fēng)筒自重導(dǎo)致風(fēng)筒滑落，影響工作面通風(fēng)。每節(jié)風(fēng)筒對(duì)接點(diǎn)都按照標(biāo)準(zhǔn)加固，雙反包邊處理，并采用扁鐵圈防止炮崩損壞。每節(jié)風(fēng)筒每個(gè)吊掛點(diǎn)均采用雙尼龍?jiān)鷰Ч潭?，鋼絲繩固定點(diǎn)處安裝1個(gè)d8mm鋼絲繩繩卡，防止固定扎帶下滑。為防止風(fēng)筒受損，施工期間，工作面前兩節(jié)風(fēng)筒均使用防炮崩風(fēng)筒，并加接直徑500mm伸縮風(fēng)筒，提高工作面炮煙的排除效率，保證工作面施工期間的通風(fēng)要求。

7）工作面噴漿作業(yè)，噴漿機(jī)位于28117軌道巷的平巷段，因現(xiàn)場(chǎng)條件限制，在巷道貫通前，最遠(yuǎn)噴漿距離斜坡段達(dá)到97m，垂直高度達(dá)到46m，噴漿料管的延接長(zhǎng)度達(dá)到105m，風(fēng)壓、水壓的調(diào)節(jié)及堵管的處理方法：

a）巷道施工超過(guò)25m后及時(shí)延接語(yǔ)音聲光信號(hào)系統(tǒng)，保證信號(hào)器靈敏可靠，方便上下聯(lián)系。

b）合理吊掛噴漿料管，保證管路順暢，同時(shí)提高制作噴漿料管接頭的質(zhì)量，以防由于噴漿高度的增大導(dǎo)致壓力疊加，造成接頭損壞，發(fā)生事故。

c）加強(qiáng)噴漿機(jī)的檢修，保證狀況良好，同時(shí)加強(qiáng)噴漿料中粗骨料的粒徑控制，嚴(yán)格控制速凝劑的摻量，防止堵管。

d）加強(qiáng)風(fēng)壓、水壓的監(jiān)測(cè)，并嚴(yán)格執(zhí)行噴漿機(jī)的操作流程，保證正常施工需要。

8）經(jīng)計(jì)算及作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)可得，在保證27°上山巷道端頭鉛垂的前提下依據(jù)作業(yè)規(guī)程要求，工作面爆破后，噴射30mm厚度混凝土作為臨時(shí)支護(hù)，靠近工作面700mm范圍內(nèi)的頂部錨桿在下一次爆破后，臨時(shí)支護(hù)到位的情況下再補(bǔ)打，否則頂板支護(hù)錨桿與頂板或巖石層理面的夾角達(dá)不到施工作業(yè)規(guī)程規(guī)定的75°及以上，但錨索支護(hù)必須緊跟工作面，不得滯后。

9）工作面退后3m的范圍內(nèi)在倒渣時(shí)預(yù)留一定厚度的渣子，保證底板平整，解決風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)氣腿在斜坡段抓地不牢，造成推力不夠的問(wèn)題，提高打眼效率。

10）巷道施工至拐點(diǎn)前76.6m后進(jìn)入與820皮帶大巷的立交區(qū)域，立交長(zhǎng)度4.5m；同時(shí)巷道施工進(jìn)入最后20的貫通施工階段，施工執(zhí)行如下安全技術(shù)措施：

a）立交區(qū)域錨索布置更改為每排2根d17.8 mm×4500mm鋼絞線錨索，間距1.5m以巷道中心線對(duì)稱布置，排距1.6m.

b）縮小循環(huán)進(jìn)尺為0.8m，降低一次爆破的炸藥使用量，減少對(duì)圍巖擾動(dòng)。

c）每次爆破作業(yè)在820皮帶大巷內(nèi)立交區(qū)域兩側(cè)75m處及貫通點(diǎn)兩側(cè)75m處設(shè)置人、繩、牌并舉的爆破警戒，并安排專人負(fù)責(zé)聯(lián)絡(luò)。

d）貫通距離剩20m時(shí)，必須提前對(duì)820上組回風(fēng)巷貫通范圍前后5m范圍內(nèi)的巷道進(jìn)行加固支護(hù)即補(bǔ)打錨桿錨索，保證貫通處的巷道成型。

3 經(jīng)驗(yàn)與不足

1）該施工實(shí)踐解決了以下問(wèn)題：

a）大角度巖巷上山掘進(jìn)施工中，耙斗裝巖機(jī)在斜坡段的移置與固定以及裝巖作業(yè)的危險(xiǎn)源控制問(wèn)題。b）刮板輸送機(jī)的機(jī)頭、機(jī)尾和溜槽在大角度巷道的固定以及使用過(guò)程中的危險(xiǎn)源控制問(wèn)題。c）遠(yuǎn)距離、大角度上山噴漿作業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)管理及技術(shù)保障問(wèn)題。d）大角度上山施工工作面頂板控制問(wèn)題。e）大角度上山巷道施工中的通風(fēng)問(wèn)題，預(yù)防瓦斯及其它有害氣體超限。f）第一次采用無(wú)軌膠輪車作為錨噴巷道施工的輔助運(yùn)輸，提高了作業(yè)效率，積累了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

2）該施工實(shí)踐存在的不足。

a）使用刮板輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)矸石，對(duì)于刮板、鏈條及U型環(huán)的消耗加大。

b）在開(kāi)口施工穿越E132陷落柱時(shí)，因頂板破碎、冒落導(dǎo)致局部頂板超挖現(xiàn)象明顯。