文/王宏

岩巷大断面综掘快速施工技术应用

文/王宏

我国煤矿煤层赋存条件不同，呈多样性，井下地质条件复杂多变，特别是遇到断层、陷落柱等地质条件变化，给矿井施工及安全工作带来很大困难。此外，局部地区还存有较大差异，煤层厚薄也有较大差距，特别是在中厚煤层矿井，为保证采掘不失调，每年开拓工程量较大，甚至不能保证采掘正常开展，严重影响了矿井的经济效益。中煤第一建设有限公司山不拉煤矿为资源整合矿井，整合前业主追求效益最大化，忽视了向下部水平延伸工程。整合后，山不拉煤矿为保证矿井持续发展，通过对岩巷大断面综掘快速施工技术进行探索和实践，改进了掘进和支护水平，革新了施工工艺，优化了劳动组织，实现了岩巷的快速掘进，为类似煤矿大断面岩巷快速掘进提供了经验和依据，对矿井的安全正常生产提供了技术保障。

一、矿井概况

山不拉煤矿为中煤第一建设有限公司全资收购的第一座煤矿，矿井由原山不拉煤矿、原准格尔旗羊市塔镇高家梁煤矿、原准格尔旗羊市塔镇焦粉厂煤矿及扩大区部分组成，井田面积为6.35km2，矿井设计生产能力1.2Mt/a，服务年限20年。矿区含煤地层的构造形态总体为一向NW倾斜的单斜构造，倾角1°～3°，沿走向发育有宽缓的波状起伏。矿区内发育有3条正断层F2、F3、F4，将矿井划分为三个盘区。目前一盘区回采已基本结束，根据工作安排，将采用悬臂式EBZ-200H硬岩综掘机+锚杆钻机掘进+ DSJ80/40/1×40皮带运输的方式，对三盘区巷道进行快速掘进开拓。

二、巷道快速掘进技术应用

1.巷道布置

三盘区3-1煤运输斜巷，主要担负回采期间的运输及进风，设计全长为670.9m。方位角为180°00′00″，坡度+10°30′，为三心拱形，由三盘区3-2煤向3-1煤进行施工，全岩。

水沟布置在巷道左帮，水沟净规格为300×250mm。

2.巷道规格及支护

(1)煤运输斜巷净断面规格为宽×高=4950×3325mm，断面积为14.61㎡，巷道设计为全断面锚网索喷支护，喷层厚度为75mm，砼标号为C20。

(2)巷道支护材料

锚杆。顶板采用螺纹钢锚杆（规格 Φ18×2000mm），呈矩形布置，每排布置7根锚杆，锚杆间排距为1000×1100mm，托盘规格为150×150×6mm碟形托盘，每根锚杆使用 CK2335型锚固剂一支，Z2360型锚固剂一支，锚固力为70KN，扭矩力不小于100N·m。

锚索。采用高强度低松弛钢绞线（Φ17.8×6300mm），锚索尾部有高强度锚具，预应力不小于150KN，呈单排居中布置，排距为3300mm，每根锚索使用CK2335型锚固剂一支和Z2360型锚固剂二支，锚索托盘规格为 300×300× 10mm钢板。

网片。顶板采用Φ4mm圆钢加工的金属网，网片的规格为2000× 1200mm，网孔规格为100×100㎜。

3.施工工艺

(1)施工方法。巷道采用EBZ-200H综掘机全断面一次成巷掘进。山不拉煤矿打破常规综掘施工惯例，利用早班时间把中夜班施工所用工器具、皮带延伸、钻孔施工、支护材料等准备完毕，为中夜班生产班创造生产施工条件。中夜班生产班掘进机司机根据巷道轮廓线进行切割，切割巷道起拱线上部后，及时对顶板进行支护，有效减少空顶时间，保持顶板稳定性。等起拱线上部支护完毕后，立即转入下一个循环的施工，最后一个循环把帮部支护完毕，交给下个生产班，早班专人对巷道进行喷浆成巷。这种施工方法，比以往全断面一次切割大大节约了时间，增加了循环个数，还能及时全断面支护，有效控制顶板。

(2)施工顺序。掘进机截割之前，按照巷中腰线和设计断面尺寸用红漆画出工作面轮廓线，然后掘进机司机开机空载试运转后开始切割，掘进机每循环进尺1100mm，一循环一支护。

掘进机截割顺序：先从煤层底部进刀，左右循环全断面向上截割，如有达不到设计断面的地方，可进行二次修整，使断面达到设计要求。当遇到硬岩时，不应勉强截割，对超过全断面2/3以上大面积硬岩部分先采取松动爆破再进行截割，对有部分露头硬岩时，应首先割其周围部分，使其坠落，不可强行截割。

(3)循环流程。交接班→延伸皮带→画巷道轮廓线→进行岩层截割→敲帮问顶→前探梁临时支护→顶、帮部永久支护→进入下一循环。

(4)支护前的安全工作（敲帮问顶）。在出矸完毕人员进入工作面前，跟班队长要利用长柄工具进行认真的敲帮问顶，找顶时，应由外向内，由顶向帮逐段找净，一人找顶，一人监护。确认安全无误后，方可进入工作面开始进行下一工序。

4.施工说明

（1）施工时严格执行“有掘必探，先探后掘”的原则。

（2）严格执行 “敲帮问顶”制度，作业前排除迎头活矸、危岩，确保安全。

（3）如遇地质变化及时与生产技术部联系，另行编制安全措施。

（4）如实际揭露煤岩破碎，顶板条件差时，应采取措施加强支护。

5.运输方式

施工时，综掘机将切割的矸石通过皮带机运到主运输系统，再运至地面指定地点。材料运输由无轨胶轮车运至巷道内，人工搬运上架并码放整齐。

6.劳动组织及主要经济技术指标

劳动组织。实行“三八”制作业，一个准备班，两个生产班，严格按循环图表施工，按劳动组织图表进行分工，责任明确，严格执行岗位责任制、交接班汇报制度。

施工进度。早班进行检修，为生产班做准备工作。中、夜班各4个循环，每循环进尺1.1m，日进尺8.8m，月进尺220m，缓解了向水平延伸巷道的开拓时间节点，取得了较大的经济效益。

三、巷道快速掘进的保证措施

1.掘进施工设备配置。掘进机后除配置厂家配套二运外，矿自主加工相应电缆储存筐、电缆跑道装置，既有效保护了电缆，又减少了在切割期间人员的使用。

2.及时改进施工工艺。优化施工方案，把原来切割后进行一次支护，改为切割后顶板和帮部分开支护，增加支护机具，做到平行作业，大大节省了支护时间，提高了切割的循环个数。

3.加强正规循环作业。有效组织施工，改变过去掘支混乱的状况，掘进期间充分利用时间为下道工序备用材料，每个循环不为下道工序遗留尾工，周而复始，始终按正规循环作业，提高工作效率。

4.加强设备检修，确保生产班机械正常运行。综掘工作面快速施工，设备运行是关键。充分利用早班检修时间，按掘进机维修环节、胶带机延伸工序等加强检修，保证生产班设备的正常运转。

5.强化施工现场管理，逐步提升管理水平。施工现场每班都要按照矿井制定的质量标准化要求规范现场，并从安全、进尺、工程质量等方面综合考核，规范职工操作行为,逐步提升管理水平。

四、结语

目前，山不拉煤矿岩巷综合机械化快速掘进，已取得了阶段性成果，效果显著。通过岩巷快速施工，为水平延伸争取了宝贵时间，缓解了向三盘区延伸的节点，为盘区巷道布置及工作面接续创造了条件。同时，在掘进过程中积累了丰富的经验，为今后的施工创造良好的环境。

（作者单位：中煤第一建设有限公司山不拉煤矿）

（责任编辑：周琼）