采區(qū)軌道上山絞車房回風(fēng)道優(yōu)化設(shè)計

王 勇

（內(nèi)蒙古魯新能源有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 錫林郭勒盟026231）

1 礦井概況

魯新礦井設(shè)計產(chǎn)能為5Mt／a，采用立井開拓方式，主井提升采用全上提方式，主生產(chǎn)水平為＋570m。工業(yè)場地內(nèi)布置主、副、風(fēng)3個立井，主井裝備一對32t箕斗，擔(dān)負(fù)整個礦井的煤炭提升并少量進(jìn)風(fēng)；副井裝備一寬一窄雙層四車罐籠，擔(dān)負(fù)整個礦井的輔助運輸及進(jìn)風(fēng)；風(fēng)井為專用回風(fēng)井。設(shè)計井口標(biāo)高為＋872.5m，井底車場水平為＋570m。

2 軌道上山絞車房回風(fēng)道原設(shè)計

采區(qū)軌道上山絞車房回風(fēng)道原設(shè)計方案為：從導(dǎo)線點反9點以南5.6m處開門（底板標(biāo)高＋622.331m），按真方位109°45′35″、3‰上坡施工5m，再按真方位109°45′35″、21°20′上坡施工24.606m，然后按真方位109°45′35″、0°施工2.264m，然后按真方位33°、0°施工7m 貫通采區(qū)反軌道上山，設(shè)計巷道全長38.87m。

巷道斷面形狀為直墻半圓拱形，S掘＝5.7m2，S凈＝4.8 m2，采用噴、錨網(wǎng)棚噴、打設(shè)超前導(dǎo)管工藝進(jìn)行支護(hù)。

根據(jù)已施工巷道揭露地層資料，此采區(qū)軌道上山絞車房回風(fēng)道設(shè)計方案中回風(fēng)道通過范圍內(nèi)為煤系地層，巖性以礫巖和砂質(zhì)泥巖為主，膠結(jié)性極差，頂板極不穩(wěn)定，支護(hù)困難，巷道易出現(xiàn)冒頂事故。并且，回風(fēng)道穿過礫巖含水層給施工帶來很大的困難，制約了回風(fēng)道的施工速度，不利于回風(fēng)道的安全快速掘進(jìn)。

3 軌道上山絞車房回風(fēng)道優(yōu)化設(shè)計方案

原采區(qū)軌道上山絞車房回風(fēng)道設(shè)計方案，水文地質(zhì)條件的復(fù)雜性和施工工藝都不利于回風(fēng)道的安全快速施工。根據(jù)已施工巷道揭露的地層資料，在確保滿足采區(qū)軌道上山絞車房通風(fēng)順暢的情況下，報請集團(tuán)公司設(shè)計管理處批準(zhǔn)執(zhí)行，將原設(shè)計方案改為：從導(dǎo)線點反11點以東29m處開門（底板標(biāo)高＋628.706m），按真方位24°35′16″、5°42′上坡施工32.15m，再按真方位24°35′16″、坡度0°施工5.0 m貫通采區(qū)軌道上山絞車房，設(shè)計巷道全長37.15m。

巷道斷面形狀為直墻半圓拱形，S掘＝5.7m2，S凈＝4.8 m2，采用噴、錨網(wǎng)棚噴工藝進(jìn)行支護(hù)；當(dāng)遇頂煤裂隙發(fā)育、淋水較大或頂板為泥巖時，采用拱形棚跟迎頭、打設(shè)超前導(dǎo)管工藝進(jìn)行支護(hù)。

4 方案對比優(yōu)缺點

1）優(yōu)化方案后的支護(hù)工藝和施工工序比原方案簡單，減少了支護(hù)成本，加快了施工速度。

根據(jù)已施工巷道揭露的地層資料，原采區(qū)軌道上山絞車房回風(fēng)道的支護(hù)工藝為回風(fēng)道全長采用噴、錨網(wǎng)棚噴、打設(shè)超前導(dǎo)管工藝。打設(shè)超前導(dǎo)管支護(hù)需在錨網(wǎng)噴支護(hù)的掩護(hù)下，在巷道輪廓線拱肩以上呈2°～5°仰角按間距0.3m打設(shè)鋼管（規(guī)格：Φ25mm×L4500mm）作為超前支護(hù)。此支護(hù)工藝施工工序復(fù)雜、繁瑣，如果回風(fēng)道全長38.87m均采用該支護(hù)方案（每次打設(shè)11根，搭接長度為1.5m，共需打設(shè)24次）勢必造成施工進(jìn)度緩慢，支護(hù)成本高。

優(yōu)化設(shè)計方案后，采用噴、錨網(wǎng)棚噴工藝支護(hù)，只有當(dāng)遇頂煤裂隙發(fā)育、淋水較大或頂板為泥巖時，采用拱形棚跟迎頭、打設(shè)超前導(dǎo)管工藝進(jìn)行支護(hù)。根據(jù)現(xiàn)場實際施工所揭露地層條件，在開門15.2m后，迎頭頂板揭露泥巖，難以控制巷道成形，容易造成頂板冒落，開始打設(shè)導(dǎo)管進(jìn)行超前支護(hù)（共打設(shè)4次鋼管，每次打設(shè)9根，搭接長度為1m），控制巷道成形和防止頂板冒落造成不必要的安全事故。超前支護(hù)的長度僅有12m，簡化了支護(hù)工藝，提高施工速度，更節(jié)約了支護(hù)成本。

2）優(yōu)化方案的巷道設(shè)計長度比原方案短，循環(huán)進(jìn)度比原方案大，有利于節(jié)約成本、快速掘進(jìn)并縮短工期。

原方案的設(shè)計長度為38.87m，優(yōu)化后的設(shè)計長度為37.15m，可減少掘進(jìn)排矸量為：

原方案中回風(fēng)道在砂礫巖和泥巖中掘進(jìn)施工，為保證施工安全，循環(huán)進(jìn)度按0.8m計算，施工工期為：38.87÷（0.8×3）＝16d。

優(yōu)化后的方案中循環(huán)進(jìn)度平均可達(dá)到1m，施工工期為12天，大大縮短了施工工期。

5 社會安全效益

采區(qū)軌道上山回風(fēng)道優(yōu)化設(shè)計方案后，簡化了施工工藝，減少了施工工序，增大了掘進(jìn)循環(huán)進(jìn)度，提高了成巷速度，縮短了施工工期，節(jié)約了施工和支護(hù)成本，降低了工人的勞動強度，避免了巷道冒頂給安全生產(chǎn)帶來不必要的麻煩。