趙維青
(同煤集團(tuán)北辛窯煤業(yè)公司,山西 大同 036702)
辛窯煤礦隸屬于同煤集團(tuán),計(jì)劃年生產(chǎn)能力240萬(wàn)t。由于礦井原設(shè)計(jì)為在各石門(mén)煤層見(jiàn)點(diǎn)掘進(jìn)煤層小川后掘進(jìn)各煤層上山,造成一條上山分段使用的不合理局面。最初為解決這個(gè)問(wèn)題采用的辦法是開(kāi)拓掘進(jìn)巖巷做風(fēng)橋,但發(fā)現(xiàn)開(kāi)拓巖巷爆破掘進(jìn)工程量大,掘進(jìn)速度慢,影響工期,成本很高,因此必須考慮新的施工工藝。在1378W試驗(yàn)使用煤巷掘進(jìn)、在交叉點(diǎn)挑高煤層頂板的施工方式做風(fēng)橋,能夠滿(mǎn)足使用要求,便于施工,降低成本,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。
1378W工作面煤層厚度為2.6~7.17m,平均為4.82m,局部煤層松軟易片幫,煤層下部有0~0.5m泥巖夾石。煤層傾角在6°~19°,平均9°。煤層走向在N400~800之間。
1378西風(fēng)橋全長(zhǎng)132m,風(fēng)橋段長(zhǎng)52m。
原設(shè)計(jì)1378西風(fēng)橋直接進(jìn)入7號(hào)煤層頂板掘進(jìn)巖巷及半煤巖巷,形成風(fēng)橋。原設(shè)計(jì)方案巷道如圖l所示,風(fēng)橋剖面如圖2所示。
圖1 1378西風(fēng)橋巷道示意圖
圖2 1378西頂板風(fēng)橋小川和1378西頂板風(fēng)橋剖面示意圖
新工藝設(shè)計(jì)后,1378西風(fēng)橋在7煤層中掘進(jìn)煤巷,在交叉點(diǎn)前后6m范圍內(nèi)斷面平緩高挑,到交叉點(diǎn)正中時(shí)斷面高度達(dá)到4.6m,采用錨網(wǎng)加錨索支護(hù)。在所貫通的1378西邊眼、三采7煤層運(yùn)山同方向架設(shè)拱形支架并噴射澆注砼進(jìn)行支護(hù),形成風(fēng)橋應(yīng)有的作用。
施工方案巷道如圖1所示,風(fēng)橋掘進(jìn)剖面如圖3和圖4所示。
圖3 1378西風(fēng)橋示意圖
圖4 1378西煤層風(fēng)橋小川和風(fēng)橋剖面示意圖
原施工方案是從三采7煤層軌山開(kāi)口,直接向7煤層頂板開(kāi)掘,從三采7煤層運(yùn)山和1378西煤層邊眼頂板距7煤層2.5m上方通過(guò),然后開(kāi)掘1378西風(fēng)橋小川與1378西風(fēng)道貫通。
新施工方案是從三采7煤層軌山開(kāi)口,沿7煤層開(kāi)掘,與三采7煤層運(yùn)山和1378兩煤層邊眼頂板貫通,然后沿煤層掘1378西風(fēng)橋小川與1378西風(fēng)道貫通。最后在三采7煤層運(yùn)山和1378西邊眼兩個(gè)交叉地點(diǎn)將斷面挑高。將風(fēng)橋與兩個(gè)貫通部位分別采用GU25-10.4m2的拱形支架并噴射澆注300mm厚混凝土進(jìn)行支護(hù),將風(fēng)橋與1378西邊眼、三采7煤運(yùn)山分開(kāi),以起到風(fēng)橋應(yīng)有的作用。
(1)1378西風(fēng)橋開(kāi)口5m內(nèi)掘進(jìn)采用爆破掘進(jìn),具備進(jìn)機(jī)器條件時(shí)使用AM-50掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)。支護(hù)形式采用GU25-7.0m2平頂支架支護(hù),棚距為800mm,每側(cè)兩個(gè)卡纜。頂板破碎時(shí)棚距改為400mm或600mm,每側(cè)3個(gè)卡纜。正頂鋪金屬網(wǎng)或塑料網(wǎng),兩邦各用一個(gè)鐵鉤子,不回撤。迎頭棚子正頂使用一趟支拉板不回撤,無(wú)支拉板時(shí)可以使用標(biāo)準(zhǔn)木撐子代替。正頂及兩幫用小板插背,要求插嚴(yán)背實(shí)。
(2)掘進(jìn)到三采7煤層運(yùn)山和1378西邊眼5m前后范圍內(nèi),使用GU25-10.4m2拱形支架支護(hù),斷面高度2.6m,寬度4.45m。
(3)1378西風(fēng)橋小川與1378西風(fēng)道貫通后,在1378西風(fēng)橋與三采7煤層運(yùn)山和1378西邊眼交叉點(diǎn)前后各6m范圍內(nèi)斷面平緩高挑,到交叉點(diǎn)正中時(shí)要求斷面高度達(dá)到4.6m,采用錨網(wǎng)支護(hù)。錨網(wǎng)支護(hù)排距800mm、間距720mm,正頂使用6孔的鋼筋梯子,使用Ф22mm、長(zhǎng)2400mm的無(wú)縱筋右旋螺紋右旋等強(qiáng)錨桿或Ф22.5mm、長(zhǎng)2400mm的20MnSi螺紋鋼錨桿。幫桿使用Ф20mm、長(zhǎng)1800mm的右旋等強(qiáng)錨桿,排距800mm,間距800m,幫桿數(shù)量根據(jù)巷道高度合理選擇。
(4)交叉點(diǎn)挑完后在1378西邊眼及三采7煤運(yùn)山分別架設(shè)5架GU25-10.4m2金屬拱形支架,棚距為500mm。支架間在正頂及兩幫分別用特制鐵撐子相互連接牢固。在支架的外側(cè)密背長(zhǎng)×寬×厚為1500×180×30mm的木板,間距大于300mm,在兩層木板間鋪設(shè)Ф6~8mm的金屬網(wǎng)。
1128E風(fēng)橋掘進(jìn)工程量為56m,由開(kāi)拓二區(qū)爆破掘進(jìn)施工,用時(shí)1個(gè)月完工。按1128E風(fēng)橋掘進(jìn)進(jìn)度計(jì)算,1378西風(fēng)橋及小川全部工期大約兩個(gè)半月。
而采用新的施工方式,初期掘進(jìn)1378西風(fēng)橋及1378西風(fēng)橋小川工期22d,高挑交叉點(diǎn)施工工期18d,架設(shè)金屬拱形支架?chē)娚浠炷劣霉?d,整個(gè)工期共33d,比之前的施工方式提前工期38d。
新的施工方式,運(yùn)輸也變得相當(dāng)便利,對(duì)后期的巷道維修有巨大改觀(guān),不用再?gòu)膬蓷l煤層眼上方通過(guò),避免了對(duì)兩條煤層眼的維修。
新的施工方式,工期節(jié)省至38d,按每班節(jié)省15個(gè)用工、每工100元計(jì)算,可節(jié)省114000元。新的施工方式,增加了煤層掘進(jìn)而形成的煤炭回收2478t,按每噸550元效益計(jì)算,此項(xiàng)效益為1362900元。兩項(xiàng)效益合計(jì)1473600元。同時(shí),新的施工方式使1378西工作面可以提前38d回采,有效保證了采掘銜接正常接替,保證了原煤產(chǎn)量。
1378西工作面鳳橋采用沿煤層掘巷、高挑交叉點(diǎn)的方式布置,減少了原施工方案中交叉巷道的相互影響和下部巷道的二次修復(fù)工程量。采用該技術(shù)掘進(jìn)風(fēng)橋,鳳橋能夠滿(mǎn)足安全使用的需求,掘進(jìn)成本低,操作簡(jiǎn)便,掘進(jìn)速度快,安全及綜合經(jīng)濟(jì)效益巨大。