長距離獨頭巷道掘進通風方法研究與應(yīng)用

李海亮

(中國華冶科工集團有限公司北票分公司，遼寧 北票 122104)

1 前言

隨著地下礦山和地下工程建設(shè)的深入，長距離巷道施工越來越多。長距離巷道工程施工過程中，在其貫通通風問題解決以前，掘支作業(yè)面的通風隨著掘進工作的推進，通風距離越來越長，通風難度越來越大。掘進出碴及支護過程中產(chǎn)生炮煙、粉塵等，需要通風的時間越來越長，通風效果越來越差。特別是近年來，為加快施工進度，提高施工機械化水平，掘支施工過程中大量采用無軌內(nèi)燃出渣運輸設(shè)備，出渣運輸過程中產(chǎn)生的大量油煙嚴重影響了巷道空氣質(zhì)量。通風效果不但直接影響施工進度，而且直接影響作業(yè)人員的安全與健康等。雖然近年來通風設(shè)備不斷改進，但考慮到通風成本等因素，通風效果并沒有大的改善。因此，如何解決長距離通風一直是施工單位需要進一步探索的難題。

2 長距離巷道通風問題及解決措施

保國鐵礦鐵蛋山礦區(qū)第一采礦中段即將回采完畢，為確保三級礦量平衡，加緊對下一中段延伸開拓工程施工，本斜坡道延伸獨頭距離長，通風困難，施工難度較大。

由于礦山中段斜坡道延伸工程為獨頭巷道，距離長，爆破后的炮煙、出碴設(shè)備產(chǎn)生的油煙以及粉塵等有害氣體長時間不能排除。

通過加設(shè)中轉(zhuǎn)風室接力通風延長巷道掘進通風距離。巷道掘進一定距離，當正常第一級通風機不能有效保障巷道掘進工作面通風時，在巷道一側(cè)加設(shè)一個硐室作為中轉(zhuǎn)風室，再在中轉(zhuǎn)風室外部砌筑一道密閉墻。為方便通風機等設(shè)施安裝及檢修，在風室密閉墻下部開一小門，平時可關(guān)閉。中轉(zhuǎn)風室密閉墻一側(cè)(入風側(cè))安裝硬質(zhì)彎頭風筒通往中轉(zhuǎn)風室內(nèi)，將外部風筒壓入的新鮮風引入中轉(zhuǎn)風室；在中轉(zhuǎn)風室密閉墻另一側(cè)(出風側(cè))安裝一個或多個硬質(zhì)彎頭風筒。在中轉(zhuǎn)風室密閉墻出風側(cè)同時安裝2個或多個硬質(zhì)彎頭風筒及其配套的通風機，可實現(xiàn)由此向多個分支巷道同時通風(分風)的目的。第一級通風機將新鮮風壓入中轉(zhuǎn)風室，第二級、第三級等接力通風機可依次將前一級風機送入中轉(zhuǎn)風室，新鮮風接力向前壓入通風，實現(xiàn)長距離巷道掘進通風安全，保障施工速度。

加設(shè)中轉(zhuǎn)風室接力通風延長巷道掘進通風距離的施工作業(yè)方法示意圖如圖1。

圖1 加設(shè)中轉(zhuǎn)風室接力通風延長巷道掘進距離示意圖

通過加設(shè)中轉(zhuǎn)風室接力通風延長巷道掘進通風距離的施工作業(yè)方法，解決長距離巷道掘進施工過程的通風問題，從而保障施工作業(yè)的安全和施工速度。主要通過在長距離巷道掘進施工過程中根據(jù)實際通風效果，在巷道合適位置設(shè)一中轉(zhuǎn)風室，安裝中轉(zhuǎn)通風設(shè)施接力通風或分風。上述作業(yè)方法可在保障長距離巷道通風效果的情況下，大大延長獨頭巷道掘進長度，實現(xiàn)長距離巷道掘進通風安全和保障施工速度。

通過一系列措施，減少安全隱患，加快施工進度，降低施工成本，為以后施工提供技術(shù)經(jīng)驗。

3 風室掘進施工

3.1 工藝流程

設(shè)備、人員進場→施工準備→施工工作面標記中心線和腰線→根據(jù)中腰線畫出風室掘進輪廓線→施工炮孔→依次循環(huán)→支護→驗收→資料整理。

3.2 施工質(zhì)量控制

(1)掘進前必須將測量出的中腰線引到掌子面，利用中腰線畫出巷道的輪廓線，并按照設(shè)計炮孔圖標出炮眼的位置，誤差不得超過50mm；每次畫輪廓線時，要對上次爆破斷面進行檢查，及時調(diào)整爆破參數(shù)，并對中腰線妥善保護，不得破壞。

(2)吹孔裝藥及孔口堵塞。裝藥前用小高壓風管將炮眼內(nèi)石屑吹凈，裝藥需分片、分組按炮眼設(shè)計圖確定的裝藥量自上而下進行，雷管要對號入座；所有炮孔均用炮泥堵塞、密封，堵塞長度周邊眼不小于200mm，其它眼不小于350mm，嚴禁用紙箱等易燃物進行堵塞。

(3)布置炮眼。先布置掏槽眼，其方向在巖層層理明顯時應(yīng)盡量垂直于層理；輔助眼按均勻分布的原則布置；周邊眼采用光面爆破，光爆層厚度為周邊眼眼距；拱頂眼距不超過500mm，墻部不超過600mm，爆破后硬巖的眼痕率≥80%，中硬巖的眼痕率≥50%，軟巖周邊成型應(yīng)符合設(shè)計輪廓。

3.3 施工質(zhì)量驗收

(1)施工中檢測項目和檢測方法。施工過程中利用盒尺、線繩、坡度軌等對炮孔的排位、基高、角度等進行檢測。

(2)質(zhì)量驗收。①按設(shè)計圖紙的要求進行施工, 并嚴格執(zhí)行國家頒發(fā)的有關(guān)規(guī)范、工程質(zhì)量檢驗評定標準和相關(guān)規(guī)定。②分項、分部工程分階段進行驗收, 先進行自檢, 車間自檢完成后由項目部技術(shù)質(zhì)量部單位組織驗收。

3.4 作業(yè)條件及施工技術(shù)措施

3.4.1 現(xiàn)場應(yīng)具備的條件

(1)技術(shù)準備。①施工設(shè)計圖紙?zhí)崆皽蕚洳⑦M行書面技術(shù)交底。②在施工前將中心線、腰線、輪廓線按照設(shè)計放好。

(2)現(xiàn)場準備。①供風、供水、供電：沿用下盤沿脈巷的供風、供水、供電系統(tǒng)。②根據(jù)巷道巖石變化情況，巖石破碎時，采取噴混凝土、噴錨等支護措施。③材料準備：施工單位提前準備所需用的材料，如撬棍、照明燈具、各類油料等，備足使用的各種標準合格材料。

(3)主要機具。YT- 28鉆機、釬桿、鉆頭等提前備足。

3.4.2 施工技術(shù)方法

采用全斷面鑿巖，預留光爆層分次爆破成巷技術(shù)。

4 風室砌筑施工

4.1 工藝流程

設(shè)備、人員進場→施工準備→開挖基礎(chǔ)→砂漿攪拌→打基礎(chǔ)→砌磚→抹面→工完場清→資料整理。

4.2 施工質(zhì)量控制

(1)砂漿配比嚴格按要求進行。

(2)砌筑前，應(yīng)把磚沖洗干凈，砌筑時保持砌石表面濕潤。

(3)采用鋪漿法砌筑，砂灰漿厚度應(yīng)為20～30mm，當氣溫變化時，應(yīng)適當調(diào)整。

(4)施工中嚴格做到“平、穩(wěn)、緊、滿”。平就是每一層要求水平上升，等高進行，不允許砌筑面因進度不同造成高差過大，同一層砌筑面的高差不大于0.3m；穩(wěn)就是磚要砌得穩(wěn)，不易動搖；緊就是磚與磚塊靠得嚴實，沒有大的縫隙，空隙中的砂漿與磚填塞緊密；滿就是砂漿要灌滿石縫，防止產(chǎn)生干縫和虛縫。

(5)上下錯縫，內(nèi)外搭砌，嚴禁無漿貼靠。同一砌筑層內(nèi)，相鄰磚塊應(yīng)錯縫砌筑，上下相鄰砌筑的磚塊也應(yīng)錯縫搭接，避免豎向通縫。砌筑砂漿應(yīng)隨攪拌隨使用，一般水泥砂漿必須在4h內(nèi)用完，不得使用過夜砂漿。

4.3 作業(yè)條件及施工技術(shù)措施

(1)現(xiàn)場應(yīng)具備的條件。①風機硐室已經(jīng)施工完畢。②施工場地范圍內(nèi)的障礙物均已清理。場地已平整, 并有機械通風措施。③施工用水、用電、用風、聲光信號及臨時設(shè)施均已就緒。

(2)施工技術(shù)方法。①基礎(chǔ)砌筑完畢后，在墻體內(nèi)安裝門框，并預留進風和出風口，進出風口大小與風機相同。②墻體砌筑完畢后，對墻體進行抹面密閉，并對門框安裝鐵門。③安裝風機和風筒。

5 結(jié)語

根據(jù)礦山施工進度、工期的要求，對獨頭巷道長距離通風存在的主要問題進行技術(shù)攻關(guān)，取得了顯著的經(jīng)濟和社會效益。該技術(shù)在長距離獨頭巷道施工過程中，保證了工作面新鮮風流，減少了通風時間，加快了施工進度，但因距離較長，工作面后方的污風排出速度較慢。在以后的實施過程中，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況進一步調(diào)整，在工作面后方增設(shè)抽出式風機，加速污風排出，避免巷道中間長時間污風停留，使整個作業(yè)通道新鮮風流暢通。