15110工作面回風(fēng)巷及鉆場(chǎng)施工工藝研究

唐 敏

(山西陽煤寺家莊煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 晉中 045300)

1 概述

寺家莊礦15110工作面回風(fēng)巷為回采巷道，15110工作面回風(fēng)巷主要擔(dān)任回采時(shí)的回風(fēng)、運(yùn)料。15110工作面回風(fēng)巷從現(xiàn)停頭以南偏西的方位角水平施工至拐點(diǎn)后，水平施工至向南拐彎20.444m后，再以12°下山施工，預(yù)計(jì)施工15.907m（平距）后沿15#煤層頂板向南隨層掘進(jìn)，設(shè)計(jì)南北方向布置，與15108工作面回風(fēng)巷凈煤柱為10m，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為1840m，矩形斷面，寬度4.8m，高度4.5m，掘進(jìn)面積 21.6m2，20.24m2。

15110工作面回風(fēng)巷在施工期間，采幫每隔60m施工一個(gè)鉆場(chǎng)（每個(gè)鉆場(chǎng)位置可根據(jù)實(shí)際情況變化），鉆場(chǎng)為梯形斷面，荒斷面規(guī)格為寬×深×高=6.5m（外寬）/3m（內(nèi)寬）×4.5m×3.6m。

15110工作面回風(fēng)巷水文地質(zhì)條件總體簡(jiǎn)單，主要水害因素為西側(cè)15108工作面采空區(qū)積水，巷道掘進(jìn)靠15108工作面采空區(qū)YJ108-3積水區(qū)范圍為復(fù)雜區(qū)(范圍230m)，15110工作面回風(fēng)巷從中央盤區(qū)帶式輸送機(jī)巷開口，施工280m靠近15108工作面采空區(qū)YJ108-3積水區(qū)警戒線，再施工60m靠近探水線，YJ108-3為局部低洼形成的積水區(qū)，積水量為1492m3，積水深度為2m，掘進(jìn)至YJ108-3積水區(qū)需制定專項(xiàng)措施進(jìn)行探放水。其他充水來源有頂板含水層水（K2、K3、K4灰?guī)r水），正常涌水量為2～3m3/h，最大涌水量7～10m3/h。

2 工作面回風(fēng)巷的施工工藝

2.1 鉆場(chǎng)的超前探測(cè)

2.1.1 一次性探透方法施工

15110工作面回風(fēng)巷掘進(jìn)至15108工作面回風(fēng)巷鉆場(chǎng)北幫5m時(shí)采取一次性探透方法施工，探眼采用錨索鉆進(jìn)行施工，在巷道掌頭中上部施工2個(gè)探孔，1號(hào)探孔與掘進(jìn)方向呈30°布置，2號(hào)探孔與掘進(jìn)方向呈45°布置。探孔布置在距煤柱幫0.3m、頂板往下2m的位置，探透后當(dāng)班工長(zhǎng)必須及時(shí)匯報(bào)總調(diào)度室，總調(diào)度室通知相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)同意后，總調(diào)度室方可通知施工隊(duì)組恢復(fù)生產(chǎn)[1]。

2.1.2 探測(cè)選擇

如果探眼沒有探測(cè)到鉆場(chǎng)，隊(duì)組每向前掘進(jìn)1排，進(jìn)行一次探測(cè)。探測(cè)至15108工作面回風(fēng)巷鉆場(chǎng)南幫5m后仍未探測(cè)出鉆場(chǎng)，隊(duì)組可正常向前掘進(jìn)，不必再進(jìn)行探測(cè)。

2.1.3 異常處理

施工探眼時(shí)如果出現(xiàn)異常情況，工長(zhǎng)或跟班隊(duì)長(zhǎng)必須及時(shí)撤出所有人員，并及時(shí)匯報(bào)總調(diào)度室。探孔每次施工完畢后，及時(shí)采用水泥漿進(jìn)行封孔，15110工作面回風(fēng)巷在掘進(jìn)期間，嚴(yán)格按照地質(zhì)測(cè)量部規(guī)定的相關(guān)要求進(jìn)行探測(cè)。

2.2 鉆場(chǎng)超前充填

2.2.1 掘進(jìn)

15110工作面回風(fēng)巷掘進(jìn)至采空區(qū)鉆場(chǎng)中部時(shí)必須停止掘進(jìn)，在巷道掌頭中上部施工2個(gè)注漿孔。1號(hào)注漿孔與采空區(qū)鉆場(chǎng)方向垂直布置，注漿孔布置在距煤柱幫0.3m、頂板往下1.5m的位置；2號(hào)注漿孔與采空區(qū)鉆場(chǎng)方向垂直布置，注漿孔布置在距煤柱幫0.3m、頂板往下1.5m的位置，注漿孔一次性探透，探測(cè)深度根據(jù)實(shí)際情況確定。如果是千米鉆場(chǎng)需注兩個(gè)循環(huán)。

2.2.2 填充

沒有塌落的15108工作面回風(fēng)巷鉆場(chǎng)，普通鉆場(chǎng)按照長(zhǎng)×深×高=4.5m×4.2m×3.7m計(jì)算，需要充填的體積為69.9m3。千米鉆場(chǎng)（梯形）按照長(zhǎng)×深×高=19m×5.5m×3.7m計(jì)算，需要充填的體積為292.6m3。鉆場(chǎng)掛牌管理。

2.2.3 注漿

注漿期間如果注漿孔深度、角度以及方位角無法滿足要求時(shí)，當(dāng)班跟班領(lǐng)導(dǎo)、生產(chǎn)技術(shù)部有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)以及注漿廠家可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)注漿孔的角度、深度以及方位角進(jìn)行調(diào)整。

2.2.4 加固

鉆場(chǎng)前后3m區(qū)段的煤柱幫采用煤巖體加固劑進(jìn)行加固，鉆孔布置在巷道中部，與煤柱幫垂直布置，1、3號(hào)注漿孔深度6m，2號(hào)注漿孔深度7m，封孔長(zhǎng)度2m。

2.3 注漿工藝

2.3.1 注漿過程

注漿時(shí)以廠家為主進(jìn)行施工，施工隊(duì)組積極配合。注漿泵等其他設(shè)備由廠家提供，施工隊(duì)組準(zhǔn)備1根風(fēng)管、2根Ф42mm高壓管路，與注漿泵進(jìn)行連接使用。施工人員在注漿過程中，應(yīng)注意查看注漿量、注漿比例及擴(kuò)散范圍，準(zhǔn)備好棉紗、木楔。

2.3.2 打孔

注漿時(shí)采用錨索鉆進(jìn)行打孔，注漿壓力不低于1.8MPa。對(duì)鉆場(chǎng)進(jìn)行超前充填時(shí)直接打注漿孔進(jìn)行充填不需要封孔，注滿為止。鉆場(chǎng)前后3m范圍內(nèi)打孔進(jìn)行加固時(shí)，采用煤巖體加固劑配套的封孔材料。鉆孔平面圖如圖1所示。

圖1 鉆孔平面圖

2.3.3 凝固

凝固后檢查注漿質(zhì)量，準(zhǔn)備水、機(jī)油以及裝水的舊桶，在注漿完畢后，用機(jī)油將缸體、注漿管路和注射槍沖洗干凈，保證下次注漿時(shí)能夠正常使用[2]。

2.4 掘進(jìn)方式

使用EBZ-160型綜掘機(jī)掘進(jìn)時(shí)從中部進(jìn)刀，先割上部，左右循環(huán)截割，截割高度為2.6～3.0m，循環(huán)進(jìn)度1m。當(dāng)一個(gè)防突小循環(huán)施工完畢后及時(shí)鏟底、補(bǔ)幫，煤頭高度影響施工排放孔時(shí)，在施工完上部排放孔后可適當(dāng)鏟底后施工下部排放孔。

綜掘工藝流程：安全檢查→校核中線→試機(jī)→進(jìn)刀、割煤、出煤→安全檢查、敲幫問頂→鋪頂網(wǎng)、上鋼帶、臨時(shí)支護(hù)→打注頂部錨索→回撤臨時(shí)支護(hù)→幫部支護(hù)→下一循環(huán)。

15110工作面回風(fēng)巷采用EBZ-160綜掘機(jī)進(jìn)行施工，嚴(yán)禁采用炮掘施工。

在掘進(jìn)期間要加強(qiáng)中線管理，嚴(yán)格按照中線施工，發(fā)現(xiàn)中線毀損、不一致或控制距離超長(zhǎng)，及時(shí)聯(lián)系測(cè)量組進(jìn)行修正或延伸。

15110工作面回風(fēng)巷掘進(jìn)至距離15108工作面回風(fēng)巷鉆場(chǎng)北幫3m時(shí)，為了防止綜掘機(jī)在割煤期間造成煤柱幫超寬，截割時(shí)將煤柱幫占巷0.3～0.5m，最后人工采用銅鎬進(jìn)行處理，使巷道達(dá)到設(shè)計(jì)的寬度。

2.5 掘進(jìn)作業(yè)

綜掘機(jī)→帶式輸送機(jī)。15110工作面回風(fēng)煤巷采用綜掘機(jī)施工前，要執(zhí)行公司有關(guān)的防突措施，在防突指標(biāo)合格、K1值不超限的情況下方可采用綜掘機(jī)截割。截割頭從工作面中部進(jìn)刀由上往下，采用左右循環(huán)的截割方法，邊截割邊出煤，上部割出并支護(hù)頂板后鏟底刷幫。司機(jī)在截割過程中必須嚴(yán)格控制截割高度和寬度，左右以中線控制，保證進(jìn)刀的深度（不大于0.5m），循環(huán)進(jìn)度為1m。綜掘機(jī)截割時(shí)不得留頂煤，不得截割巖石，截割時(shí)要緩慢移動(dòng)截割頭，并且加強(qiáng)內(nèi)、外噴霧管理。

2.6 15110工作面回風(fēng)巷鉆場(chǎng)施工方法

15110工作面回風(fēng)巷掘進(jìn)到設(shè)計(jì)的鉆場(chǎng)位置時(shí)，采幫幫部將鉆場(chǎng)位置空出，在鉆場(chǎng)采取相應(yīng)的防突措施后，瓦斯含量允許的情況下施工鉆場(chǎng)。開口采用綜掘機(jī)進(jìn)行截割、裝煤（或人工出煤）。鉆場(chǎng)采用小抹角開口，綜掘機(jī)截割不到的地方采用銅鎬施工、人工攉煤、綜掘機(jī)裝煤的方式進(jìn)行施工。當(dāng)圍巖破碎或遇地質(zhì)構(gòu)造，導(dǎo)致目前設(shè)計(jì)支護(hù)形式不能滿足要求時(shí)，隊(duì)組要及時(shí)調(diào)整、加強(qiáng)支護(hù)，并匯報(bào)生產(chǎn)技術(shù)部及分管副總工程師，由生產(chǎn)技術(shù)部、安監(jiān)處根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定合理支護(hù)，并補(bǔ)充安全技術(shù)措施[3]。

3 效果

結(jié)合寺家莊礦 15110工作面回風(fēng)巷地質(zhì)條件、生產(chǎn)接替安排和施工工藝進(jìn)行了分析，提出了相關(guān)的施工方法，本次施工采用的施工工藝效果較好，技術(shù)使用得當(dāng)，減少了不必要的施工環(huán)節(jié)，加快了巷道的掘進(jìn)速度，提高了施工的安全性。