研究巷道穿煤施工技術(shù)在煤礦下山掘進(jìn)中的應(yīng)用

龍永賢 韋海軍

（百色百礦集團(tuán)有限公司 廣西百色 533000）

研究巷道穿煤施工技術(shù)在煤礦下山掘進(jìn)中的應(yīng)用

龍永賢 韋海軍

（百色百礦集團(tuán)有限公司 廣西百色 533000）

采礦業(yè)的飛速發(fā)展對(duì)采煤行業(yè)施工提出了新要求，而針對(duì)多種多樣的采煤工藝，施工人員應(yīng)該在確保采煤安全的情況下，提升采煤速度和采煤質(zhì)量，為此，施工人員應(yīng)該將煤礦的下山巷道看作開采煤礦的重要通道，將巷道穿煤施工技術(shù)應(yīng)用其中，保證下山巷道采煤工作效率。本文通過分析巷道穿煤施工技術(shù)的支護(hù)方式及支護(hù)效果，探索提高巷道穿煤施工技術(shù)效率的建議，以期保證穿煤施工的質(zhì)量，為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

巷道穿煤施工技術(shù)；煤礦下山掘進(jìn)；特殊地段

1 前言

當(dāng)前，施工人員在進(jìn)行煤礦開采的過程中，施工作業(yè)會(huì)在深度上不斷延伸，而施工人員為了保證施工安全，施工安全對(duì)下山掘進(jìn)大坡度巷道的安全支護(hù)提出了新要求，特別是正逆斷層、破碎松軟地帶等特殊地段，施工人員必須保證這些特殊巷道地段使用支護(hù)方式的合理性和安全性。另外，由于煤礦呈層狀成一定傾角埋藏于礦山中，因此，施工人員在煤礦下山掘進(jìn)過程中常常遇到揭煤和穿煤現(xiàn)象。針對(duì)這些現(xiàn)象，施工人員應(yīng)該克服地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜性和困難性，使用合理的施工技術(shù)，保證施工質(zhì)量和施工效率的同時(shí)，注重施工的安全穩(wěn)定性。

2 巷道穿煤施工技術(shù)的支護(hù)方式

鑒于煤層與施工巷道掘進(jìn)面垂直高度的距離各不相同，因此，施工人員在施工過程中，應(yīng)該根據(jù)其距離和高度，合理調(diào)整施工支護(hù)方式。

2.1 揭煤前超前探測(cè)，調(diào)整揭煤前的支護(hù)方式

為了掌握煤層的厚度、傾角和煤層與施工巷道掘進(jìn)面的距離以及煤層中瓦斯含量的參數(shù)，施工人員必須展開超前探測(cè)。在掌握了煤層與施工巷道之間的位置關(guān)系的基礎(chǔ)上，及時(shí)調(diào)整施工的支護(hù)方式，才能有效的確保施工的安全性。而超前探測(cè)施工主要分為以下幾步：①施工人員應(yīng)該設(shè)置2個(gè)探測(cè)眼，并將探測(cè)眼盡量設(shè)置在靠近掘進(jìn)面的位置上。而在設(shè)置探測(cè)眼時(shí)必須注意：探測(cè)眼應(yīng)該與巷道頂?shù)装宕怪?。②施工人員在掌握了巷道掘進(jìn)坡度、掘進(jìn)面與探測(cè)眼距離等數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)該根據(jù)探測(cè)眼計(jì)算的數(shù)據(jù)計(jì)算煤層傾角和煤層與施工巷道掘進(jìn)面的距離（沿巷道掘進(jìn)方向），從而為支護(hù)方式的選擇合理性提供有效參考。

2.2 根據(jù)實(shí)際情況，選擇合理的揭煤支護(hù)方式

施工人員在揭煤時(shí)，應(yīng)該根據(jù)施工的實(shí)際情況選擇合理的支護(hù)方式。例如：當(dāng)兩幫為煤時(shí)，如果煤體松軟，則容易出現(xiàn)片幫和漏頂現(xiàn)象：①施工人員應(yīng)該采用雙層100mm×100mm的金屬網(wǎng)，并將金屬網(wǎng)交錯(cuò)布置，保證巷道兩幫成型。在此基礎(chǔ)上，施工人員應(yīng)該在每根幫錨桿托盤的后邊配備木托盤，木托盤以200mm×200mm最佳，且錨桿螺母后面也要配備讓壓半圓球，以便在巷道來壓后充分發(fā)揮讓壓作用。②為了提高支護(hù)強(qiáng)度，施工人員可以通過縮小幫錨桿間距的方式，增加錨桿支護(hù)密度，從而保證支護(hù)強(qiáng)度。③施工人員在進(jìn)行爆破掘進(jìn)作業(yè)的過程中，應(yīng)該在煤體重新布置松動(dòng)炮眼，并采用松動(dòng)爆破與風(fēng)鎬開挖的相結(jié)合方式進(jìn)行向前挖進(jìn)。與此同時(shí)，施工人員應(yīng)該注意，在布置炮眼時(shí)，巷道輪廓線500mm范圍內(nèi)不布置炮眼。

2.3 注意各項(xiàng)問題，選擇托頂煤時(shí)的支護(hù)方式

當(dāng)煤層上至巷道頂板或頂板以上時(shí)，鑒于煤體松軟，容易出現(xiàn)頂板漏矸和漏煤現(xiàn)象，進(jìn)而降低了原本的支護(hù)強(qiáng)度，使支護(hù)受到破壞甚至失效。與此同時(shí)，頂錨桿錨固段在煤層中會(huì)讓錨固力下降，進(jìn)而降低巷道的支護(hù)強(qiáng)度。由此可見，施工人員必須注意各項(xiàng)細(xì)節(jié)問題，在托頂煤時(shí)進(jìn)行合理支護(hù)作業(yè)。例如：為了防止頂板煤層垮落，施工人員在開始爆破前，可以采用管縫式錨桿對(duì)巷道進(jìn)行超前支護(hù)。而超前支護(hù)的距離必須必循環(huán)進(jìn)度快，超前錨桿間距一般控制在200～400mm范圍內(nèi)為最佳，而錨桿與巷道頂板的夾角則控制在45～60°范圍內(nèi)，以便保證打入頂板煤層內(nèi)的施工質(zhì)量。

另外，針對(duì)煤層的永久支護(hù)，施工人員在進(jìn)行巖石巷道錨噴支護(hù)施工時(shí)，可以采用70mm×70mm網(wǎng)目的頂網(wǎng)，并將網(wǎng)格交錯(cuò)搭接；在進(jìn)行頂板托煤施工時(shí)，若頂錨桿錨入頂板巖石長(zhǎng)度＜500mm時(shí)，施工人員可以利用錨索來代替頂錨桿。而錨索的長(zhǎng)度取決于錨索錨固區(qū)在頂板巖石內(nèi)的長(zhǎng)度和巷道頂板在法線方向上與煤層之間的距離。一般情況下，錨索長(zhǎng)度≥錨索錨固長(zhǎng)度+外露長(zhǎng)度+煤承載巷道頂板法線方向上的厚度+巷道頂板在法線方向上與煤層頂板那之間的距離，參見圖1。

圖1 錨索長(zhǎng)度與支護(hù)設(shè)計(jì)圖

3 巷道穿煤施工技術(shù)的支護(hù)效果

在開展了科學(xué)的礦壓觀測(cè)的基礎(chǔ)上，從礦壓觀測(cè)信息（表1）來看有以下幾點(diǎn)支護(hù)效果：

（1）在巷道完成開挖后60d（天）左右，穿煤巷道變形狀態(tài)保持在穩(wěn)定情況下，變化幅度較小，且與巷道支護(hù)輕度標(biāo)準(zhǔn)保持一致。

（2）從掘進(jìn)面和煤層之間的位置關(guān)系來看，調(diào)整支護(hù)參數(shù)和支護(hù)方法可以為巷道成型提供重要保障，可以實(shí)現(xiàn)巷道長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定。

（3）鑒于在托頂煤施工中，頂板承受較大的下沉量，這就說明：煤礦想到在開展下上掘進(jìn)施工以及穿煤施工的過程中，煤層上至煤礦巷道頂板后，產(chǎn)生了強(qiáng)烈的礦山壓力，增加了維護(hù)頂板施工的難度。因此，施工人員應(yīng)該結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際地質(zhì)情況，及時(shí)調(diào)整支護(hù)措施，使支護(hù)材料與支護(hù)強(qiáng)度規(guī)范保持一致。

表1 礦壓觀測(cè)信息

4 提高巷道穿煤施工技術(shù)效率的建議

通過實(shí)驗(yàn)與研究，關(guān)于提高巷道穿煤施工技術(shù)效率，提出幾點(diǎn)有效建議：

（1）在進(jìn)行穿煤施工的過程中，施工人員采用松動(dòng)爆破方式時(shí)，只在巖石內(nèi)布置炮眼，若遇到較大的巖石，不能放大炮，但是可以采用多打眼，少裝藥的方式，進(jìn)行爆破工作。

（2）在爆破施工完成后，錨桿的預(yù)緊力會(huì)受到爆破沖擊波的影響，因此，施工人員應(yīng)該重新緊固后巷頂板和兩幫錨桿，以便降低爆破沖擊波對(duì)錨桿預(yù)緊力的影響。

（3）采煤企業(yè)必須安排專業(yè)技術(shù)人員對(duì)礦壓觀測(cè)位置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督和檢測(cè)，并對(duì)其測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，以便及時(shí)掌握頂板離層與巷道兩幫位移變化情況，進(jìn)而根據(jù)數(shù)據(jù)信息合理設(shè)計(jì)支護(hù)方式。

（4）在穿煤施工期間，施工跟班負(fù)責(zé)人應(yīng)該對(duì)錨索、兩幫錨桿等進(jìn)行排查，一旦發(fā)現(xiàn)錨桿托盤變形或頂板下沉現(xiàn)象，應(yīng)該及時(shí)采取相應(yīng)的措施方法，保證支護(hù)的強(qiáng)度，保證施工人員的人身安全。

（5）為了防止錨索預(yù)緊力失效的情況出現(xiàn)，施工人員應(yīng)該保證上一循環(huán)支護(hù)的錨索長(zhǎng)度在合理范圍內(nèi)，合理范圍是指：錨索外露實(shí)際長(zhǎng)度應(yīng)該保證在可以實(shí)現(xiàn)再次緊固的條件下。

（6）若穿煤施工期間，出現(xiàn)巷道圍巖破碎，兩幫變形嚴(yán)重等現(xiàn)象，施工人員必須明確產(chǎn)生問題的原因——錨網(wǎng)索支護(hù)無法滿足巷道支護(hù)要求。在此基礎(chǔ)上，施工人員應(yīng)該采用架設(shè)工字鋼棚、U型鋼棚等工具來加大支護(hù)強(qiáng)度。

（7）針對(duì)三軟煤層，施工人員在進(jìn)行巷道穿煤施工時(shí)，應(yīng)該對(duì)巷道圍巖以及煤層進(jìn)行提前注漿加固施工，以保證煤層的支護(hù)強(qiáng)度。

（8）在托頂煤施工中，施工人員可以通過錨索和錨桿相互調(diào)整更換的方式來加強(qiáng)支護(hù)強(qiáng)度。而利用這種方法，可以讓煤層頂板支護(hù)使用的材料錨固于硬巖內(nèi)，進(jìn)而加強(qiáng)煤礦巷道圍巖的支撐力，使頂板在來壓情況下，充分發(fā)揮抗壓效果。

5 結(jié)束語

總而言之，受到施工技術(shù)、機(jī)械設(shè)備等各方面因素影響，大部分采煤企業(yè)在煤礦下山掘進(jìn)過程中，應(yīng)用巷道穿煤施工技術(shù)仍然存在許多問題和缺陷。為了保證掘進(jìn)施工工作的安全性和高效性，采煤企業(yè)必須不斷改進(jìn)施工技術(shù)方法，并立足于施工環(huán)境的實(shí)際情況，以多重防護(hù)方法，將合理的施工方式靈活應(yīng)用于相應(yīng)的施工工序中，以便為連續(xù)采煤和安全采煤提供重要保障。

[1]梁 波.煤礦下山掘進(jìn)巷道穿煤施工技術(shù)探討[J].煤礦現(xiàn)代化，2016，15（1）：117～118.

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[3]張亞飛，楊威，張恒旭.煤礦開拓掘進(jìn)工程快速施工技術(shù)研究[J].河南科技.

[4]王上飛，孟獻(xiàn)歌，苗良磊.巖巷穿煤施工技術(shù)要求淺析[J].硅谷，2014（20）.

TD353

A

1004-7344（2016）14-0165-02

2016-5-4

龍永賢（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事煤礦安全生產(chǎn)工作。

韋海軍（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事煤礦開采設(shè)計(jì)工作。