鹿铁军

摘要：介绍了内蒙古福城煤矿1304N补回风巷片口施工技术方案优化，确保了片口的施工质量和施工进度，降低了巷道施工难度和后期维护强度，降低了单位施工成本。

关键词 ：煤层爆破法片口施工技术

中图分类号：TU74文献标识码： A

福城矿业1304N补回风巷是一采区三层煤重点采区，巷道设计长度：1533.4m，服务年限为2年。该片口将是1304N补回风巷的重要组成部分。在补回风巷掘进施工期间将担负起行人、物料运输、煤矸运输及风水管线敷设等任务。

该巷道位于1304N补运输巷开门点以里70m处，施工巷道为3煤（属于软煤层），届时将通过更改施工方法及工序、缩小循环进度、补打锚索、加强临时支护等措施施工。

一概况

1.1 地质概况

3上煤平均厚1.7m，煤岩类型属半亮型，视密度1.4 t/m³，3上煤上下分层夹矸为泥岩，厚0.7～1.2m，平均厚度0.8m，3上煤顶板泥岩，黑灰色，泥质结构，层状构造，平均厚度3.0m；再上为中砂岩，灰白色，中砂粒结构，层状构造，钙质胶结，厚9.0m。 3煤平均厚度2.5m，黑色，条带状结构，层状构造，玻璃质光泽，岩芯呈粉末状，半光亮型煤。直接底板为炭质泥岩，厚度0.3m-1.0m；其下是5煤，黑色，条带状结构，层状构造，玻璃质光泽，属半亮型煤平均，平均厚3.0m；再下为泥质粉砂岩，浅灰～灰色，砂泥质结构，波状斜层理构造，钙质胶结，厚12.9m。

1.2 矿压资料

煤岩层走向353°～14°，倾向83～104°，煤层倾角达到40°。根据煤岩层综合柱状图及相临已掘巷道矿压观测资料表明，巷道施工范围内地压显现较弱，施工范围煤层为弱冲击地压倾向性，3上煤及3上煤泥岩顶板硬度低，稳定性差，顶板部分区域存在泥岩伪顶（顶板按III类顶板管理）。（图1）

图1煤层柱状图

1.3 巷道概况

1304N补回风巷（外段）开门点位于1304N补运输巷E3导线点以南15.8m处（此处为巷中）首先按照设计断面，真方位39°（与1304N补运输巷呈25°夹角），沿3煤顶板掘进60.2m；后按真方位194°沿3煤顶板施工25m；后按真方位199°沿3煤顶板掘进243m与+620回风石门贯通。贯通后退至A点按真方位14°，沿3煤顶板施工193.4m；后按真方位10°，沿3煤顶板施工，巷道设计全长1533.4m。（图2）

图2巷道平面布置图

1304N补回风巷开门点位置在1304N补运输巷E2与E3导线点之间。此区域补运输巷为6°上坡，巷道断面形状为切圆拱形，断面规格为净宽×中净高＝4.5×4.0m，巷道上帮铺设有1.6m宽皮带架，单轨吊梁打设在顶板距下帮1.4m位置，吊梁底部距底板3.0m。

二原施工技术及存在的问题

2.1 原施工方案

开门采用钻眼爆破法施工，放炮前最大控顶距不大于0.3米，放炮后最大控顶距不大于2.3米，循环进度2.0米，前期采用人工或扒装机出煤，待距离合适后安装综掘机，使用综掘机截割迎头。

巷道开门时，在开门点顶板打设锚索加强支护，锚索间排距呈等边三角形布置。施工时，按照巷道中线自巷道刷帮侧向里施工，当巷道高度不足时，放顶施工，并及时进行永久支护，顶板打设双锚索，间排距2500×3000mm。

例：1303S回风巷开门点位于1302S疏水巷S8导线点以北26m处（此为巷中），按照真方位196°沿3煤顶板掘进，巷道采用锚带网支护，断面形状为圆弧拱形，断面为净宽×净高＝4.4m×3.8m，与1302S疏水巷呈14°夹角，煤层倾角为42°。开门施工方法使用上述方法。在施工中由于3煤属于软煤层，牛鼻子侧自巷中向南施工至30m处方施工完毕，由此施工片口宽度达到35m，考虑到巷道服务年限及矿生产接续为防止巷道顶板下沉，则使用水泥、煤矸配合锚杆人工浇筑起牛鼻子。造成施工量大量增加，浪费人工和材料费。

2.2 存在的问题

2.2.1 地质条件差

根据补运输巷揭露情况显示煤层松软较破碎，直接顶为泥岩伪顶（平均厚度3.0m），煤层倾角达到40°。

2.2.2 环境复杂

受现场条件限制，巷道开门处为重要的运输通道，敷设有1304N上面胶带运输机、单轨吊梁等，物料运输、行人、供电线路、风水管路等均通过该施工地点。且受地质条件影响该段巷道为6°上坡，增加施工组织和安全施工难度。

2.2.3 分析

巷道开门处为大倾角软煤层，顶板为泥岩伪顶且较厚，使原施工方案中对开门点放顶施工受到限制。若按原方案放顶施工则该片口顶板与1304N补运输巷顶板顺平至巷中，放顶工作量和施工难度大，易造成漏顶、片帮；片口处前后60m范围内单轨吊梁向1304N补运输巷巷中挪移，待片口形成后需再将吊梁挪回向1304N补回风巷分岔；并且1304N补回风巷初期安装的扒装机和后期安装的皮带机机头会影响单轨吊的进出，影响1304N上面安装时和投产后物料的进出。

三施工技术优化

2.1 施工方法

巷道开门采用炮掘法施工，前期采用人工攉矸或扒装机扒装出矸的方法施工；具备安装综掘机条件后，安装EBZ-230型掘进机机掘法施工，安装二运皮带及JS-125型皮带机形成胶带运输系统排矸。

2.2 支护方式

临时支护：巷道开门临时支护采用3组吊环式前探梁，前探梁采用6.0m长3吋钢管制作；永久支护：采用锚带网支护，锚杆采用MSGLD335/22的等强螺纹钢式树脂锚杆（Φ22×L2200mm），巷道采用锚杆配W钢带（WD280/3）及支护网支护，锚杆间排距为1000×1000mm，顶板采用钢塑复合网（改性塑性包覆高强度冷拔钢丝结构），两帮采用双向拉伸塑料网，以巷道中心线为基准左偏1250mm处打设锚索加强支护，锚索间距为3000mm，锚索采用1×7结构Φ17.8×L6200mm钢绞线。

2.3 施工工艺

2.3.1 施工工序优化

施工工序流程：巷道卧底1→开门点刷帮→安装扒装机机械排矸→标注巷道中心线→施工牛鼻子2→巷道刷帮，施工3→偏口施工完毕。（图3）

图3施工大样图

2.3.2 施工技术优化

首先，巷道开门施工前对巷道开门点顶板打设锚索加强支护（锚索呈等边三角形布置），前后50m范围内卧底顺坡，根据单轨吊机车吊料时最小高度及安全间隙确定巷道卧底深度最小1.5m，可确保巷道卧底后初期安装扒装机排矸和后期安装JS-125型皮带机排矸单轨吊机车吊料时能够顺利通过，且皮带搭接点为平巷有利于煤矸卸载。

其次，对巷道开门点刷帮，扩宽巷道，人工攉矸至1304N补运输巷皮带运走。开帮深度达到1.5m时，安装扒装机实现机械排矸。

沿巷道中心线首先施工牛鼻子侧，施工时打浅眼放小炮，循环进度不大于1.0m，每一循环前牛鼻子侧均打设超前锚杆，作为超前支护固定巷帮，放炮后应及时进行临时支护、挂双层网、进行永久支护，打设双排锚索加强支护，锚索按照巷道中心线左右各1250mm打设，排距为3000mm；另一侧使用“W”钢托板配锚杆支护，锚杆间排距为1300×1500mm。施工时受煤层倾角限制，分层掘进，上分层高度不低于3.0m，上分层先于下分层两个循环施工，便于施工人员施工。沿巷道方向施工至8m时，牛鼻子厚度已达到1.8m，该侧施工完毕。然后沿巷道中心线由里向外施工刷帮侧至巷道设计宽度，形成片口。该片口计划跨度为10.5m，施工后片口跨度为13m。

该施工方案有效地保证了片口施工质量、施工安全和施工速度。较好地考虑了后期皮带机头处单轨吊梁吊运物料所需高度，即根据单轨吊梁吊运物料所需高度及皮带机头高度而进行卧底，卧底工作一次完成，避免了放顶工作和由于放顶造成的后期维护难度，有效地保证了片口的安全性和施工质量；更改施工方案使卧底工作可以提前开始，缩短了片口施工工期，同时该方案降低了牛鼻子侧的施工难度，加快了施工速度；该施工方案抹去了挪移单轨吊梁的工作量，也相应的减少了安全隐患。

结束语

经过对1304N补回风巷片口的施工，以及与原施工的其他类似三（四）岔门施工质量。实践证明，在复杂条件下，对于软煤层巷道片口施工时，应先施工牛鼻子侧，且施工时小循环掘进，打设超前支护，避免巷道放顶施工，可较早形成牛鼻子，有效缩短巷道跨度，保证三岔门施工质量，延长和达到设计服务年限，减少后期巷道维修难度。降低巷道延米成本，取得较好地经济和安全效益。同时为今后施工类似巷道提供实践经验和技术支持。