3-邊角061運(yùn)輸巷道掘進(jìn)施工技術(shù)分析

趙 亮(山西省長(zhǎng)治經(jīng)坊煤業(yè)有限公司, 山西 長(zhǎng)治 047100)

1 前言

經(jīng)坊煤業(yè)3-邊角061運(yùn)輸巷道施工采用綜合機(jī)械化工藝，滿足3-邊角06工作面回采時(shí)的通風(fēng)、行人、運(yùn)輸、管線敷設(shè)等要求。

3-邊角061運(yùn)輸巷道(即3-邊角06工作面運(yùn)輸巷道)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為988.59m，運(yùn)輸巷道中需掘進(jìn)臨時(shí)水倉(cāng)5個(gè)，無(wú)軌膠輪車掉頭硐室2個(gè)，材料、油脂硐室各4個(gè)。依據(jù)3-邊角061運(yùn)輸巷道支護(hù)設(shè)計(jì)，3-邊角061運(yùn)輸巷道為矩形斷面，凈寬為5.2m，凈高為3.1m，沿3#煤層底板掘進(jìn)。

3-邊角061運(yùn)輸巷道施工過程中，采用機(jī)掘法施工，在施工水倉(cāng)、硐室、瓦斯鉆場(chǎng)及穿越地質(zhì)構(gòu)造帶時(shí)采用鉆爆法掘進(jìn)，爆破時(shí)采用全斷面一次爆破。

2 機(jī)械法施工

3-邊角061運(yùn)輸巷道施工過程中，在一般地質(zhì)條件下采用機(jī)掘法施工。具體施工方法如下。

2.1 機(jī)掘施工工序

工序：交接班→安全檢查→準(zhǔn)備工作→掘進(jìn)機(jī)割煤、出煤→退機(jī)→敲幫問頂→連接頂網(wǎng)與頂鋼筋梁→臨時(shí)支護(hù)→安裝頂錨桿→鋪設(shè)幫網(wǎng)→安裝幫錨桿→安裝錨索→進(jìn)行下一循環(huán)。

2.2 機(jī)掘施工方法

1.割煤、出煤

掘進(jìn)機(jī)割煤前，先由掘進(jìn)機(jī)正司機(jī)發(fā)出警報(bào)后，通知工作面人員全部撤出，確認(rèn)安全后開始割煤。掘進(jìn)機(jī)以S型截割軌跡割煤，首先從工作面中部開始掏槽切割，然后由上向下S型割煤，截割深度為0.8m/次。割煤時(shí)由正司機(jī)負(fù)責(zé)操作掘進(jìn)機(jī)，副司機(jī)在永久支護(hù)安全區(qū)負(fù)責(zé)看護(hù)巷道成型和頂板情況，發(fā)現(xiàn)異常情況必須及時(shí)通知正司機(jī)停機(jī)。割煤、出完煤后將掘進(jìn)機(jī)退離工作面5m距離，然后將切割頭落于巷道中線附近底板上，斷開掘進(jìn)機(jī)上的電源開關(guān)和磁力啟動(dòng)器的隔離開關(guān)，并為切割頭加裝護(hù)罩。掘進(jìn)機(jī)截割軌跡如圖1所示。

圖1 掘進(jìn)機(jī)截割軌跡

2.敲幫問頂

在出煤完成后、人員進(jìn)入工作面前，由班長(zhǎng)利用長(zhǎng)度不小于2.5m的長(zhǎng)柄工具站在有效支護(hù)安全區(qū)認(rèn)真進(jìn)行敲幫問頂并及時(shí)處理活矸、活炭；有頂板離層等異常情況時(shí)，要及時(shí)采取措施；待確認(rèn)安全后方可進(jìn)入工作面開始進(jìn)行下一工序作業(yè)。

3.連接頂網(wǎng)

作業(yè)人員站在操作平臺(tái)上，在永久支護(hù)區(qū)將準(zhǔn)備好的金屬網(wǎng)與前一排網(wǎng)聯(lián)接(金屬網(wǎng)之間長(zhǎng)邊搭接100mm,短邊搭接200mm，聯(lián)網(wǎng)時(shí)用16#鉛絲雙邊雙聯(lián)、雙絲雙扣、孔孔相連，必須連接牢固)，然后將鋼帶固定在網(wǎng)上。作業(yè)人員上操作平臺(tái)前，必須詳細(xì)檢查平臺(tái)的牢固情況，作業(yè)時(shí)時(shí)刻保持頭腦清醒，注意力集中，身體重心穩(wěn)固。

4.吊環(huán)式前探梁臨時(shí)支護(hù)

托起頂網(wǎng)及鋼帶，前移前探梁，前探梁必須移設(shè)至掘進(jìn)工作面煤墻，然后將背板背緊背牢。

5.永久支護(hù)方式

支護(hù)形式為“錨桿+網(wǎng)+鋼筋梁+錨索”；錨桿支護(hù)工序?yàn)橛赏庀蚶?、先頂后幫、先中間后兩邊。

6.支護(hù)工序

1)安裝頂錨桿

(1)利用MQT- 130/3.0S錨桿鉆機(jī)鉆頂眼，鉆機(jī)必須支設(shè)牢固。采用φ32mm鉆頭，先用1.2m中空六方短鉆桿鉆進(jìn)，然后更換為2.4m鉆桿。鉆眼時(shí)，嚴(yán)格按錨桿間、排距設(shè)計(jì)進(jìn)行，鉆機(jī)升起使鉆頭插入相應(yīng)的鋼筋梁孔中，然后開動(dòng)鉆機(jī)進(jìn)行鉆眼。頂錨桿眼深為2 350mm，誤差0～+30mm，鉆孔角度與頂板垂直，誤差不大于5°。鉆頭鉆到預(yù)定眼深后，下縮錨桿機(jī)同時(shí)清孔，清除煤粉和泥漿。

(2)錨桿推至眼底后繼續(xù)攪拌30s方可停止攪拌。停止攪拌后等待一分鐘左右，利用風(fēng)動(dòng)扳手?jǐn)Q緊螺母，使錨桿具有一定的預(yù)緊力矩。用力矩扳手檢驗(yàn)錨桿的預(yù)緊力矩不得低于320N·m。錨桿外露為螺母絲扣外10～40mm。

2)安裝幫錨桿

(1)用ZQS- 50/1.8S型氣動(dòng)手持式錨桿鉆機(jī)安設(shè)幫錨桿，兩人一組進(jìn)行操作，按設(shè)計(jì)角度及位置鉆幫眼。眼深為2350mm，誤差0～+30mm，錨桿孔實(shí)際鉆孔角度相對(duì)設(shè)計(jì)角度不得大于5°。鉆頭鉆到預(yù)定眼位后，收回錨桿機(jī)同時(shí)清除孔內(nèi)的煤粉和泥漿。

(2)錨桿推至眼底后繼續(xù)攪拌30s后方可停止攪拌。停止攪拌后等待一分鐘左右，利用風(fēng)動(dòng)扳手?jǐn)Q緊螺母，用力矩扳手檢驗(yàn)錨桿的預(yù)緊力矩，不得小于320N·m。

(3)撤出工作面迎頭人員、機(jī)具，進(jìn)行下一循環(huán)。

3)安裝錨索

嚴(yán)格按照正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖表規(guī)定安裝錨索，錨索間距為2 400mm，排距為1 600mm，錨索長(zhǎng)度為9 000mm。

在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件變化，及時(shí)調(diào)整錨索的長(zhǎng)度和縮短排、間距。

3 爆破施工工藝及流程

在巷道進(jìn)行硐室水倉(cāng)施工、過特殊地質(zhì)構(gòu)造段時(shí)采用鉆爆法施工。具體爆破方法如下。

3.1 爆破施工流程

過地質(zhì)構(gòu)造帶時(shí)，支護(hù)方式采用錨網(wǎng)+木棚聯(lián)合支護(hù)、短掘短支，每個(gè)循環(huán)進(jìn)度縮短為0.8m，并增加錨索補(bǔ)強(qiáng)。當(dāng)施工到曲線起點(diǎn)時(shí)，由測(cè)量人員標(biāo)出曲線起點(diǎn)，給出曲線段施工中心線，按照施工中線向前掘進(jìn)。

施工工藝流程：交接班→安全檢查→準(zhǔn)備工作→鉆眼→裝藥→聯(lián)線→安全檢查→放炮→安全檢查→掛頂網(wǎng)、固定鋼帶→臨時(shí)支護(hù)→安裝頂部錨桿→出矸石(煤)→安全檢查→掛幫網(wǎng)→安裝幫錨桿→安裝錨索(進(jìn)行下一循環(huán)作業(yè))。

3.2 爆破方式

(1)該掘進(jìn)工作面必須使用安全等級(jí)為三級(jí)的煤礦許用乳化炸藥和煤礦許用毫秒延期電雷管。

(2)掏槽方式為斜眼掏槽法。

(3)裝藥結(jié)構(gòu)：正向裝藥結(jié)構(gòu)。

(4)起爆方式：起爆使用FD- 200型發(fā)爆器，一次裝藥全斷面一次起爆，聯(lián)線方式為串聯(lián)聯(lián)線。

3.3 技術(shù)要求

(1)掏槽眼采用斜眼掏槽。

(2)嚴(yán)禁反向裝藥、不偶合裝藥。

(3)爆破工必須依照爆破說明書進(jìn)行爆破作業(yè)。

(4)實(shí)際施工過程中，根據(jù)煤質(zhì)及巖石硬度系數(shù)變化，及時(shí)調(diào)整爆破說明書相關(guān)參數(shù)。

4 爆破法施工工藝

4.1 濕式打眼

打眼前，首先對(duì)距工作面20m范圍巷道內(nèi)灑水降塵，然后由班長(zhǎng)利用長(zhǎng)度不小于2.5m的長(zhǎng)柄工具站在有效支護(hù)安全區(qū)認(rèn)真進(jìn)行敲幫問頂并及時(shí)處理活矸、活炭；有頂板離層等異常情況時(shí)，要及時(shí)采取措施；待確認(rèn)安全后，班長(zhǎng)、打眼工方可根據(jù)爆破說明書點(diǎn)好眼位、打眼的角度和深度，打完眼后，驗(yàn)收員檢查鉆眼質(zhì)量是否符合規(guī)定，否則重新打眼。

4.2 裝藥

先將引藥的雷管腳線放開(放一個(gè)裝一個(gè))，清除炮眼內(nèi)的煤粉或巖粉后，按照規(guī)定的裝藥結(jié)構(gòu)和裝藥數(shù)量，在眼口內(nèi)排列好，然后一人一手捏住腳線頭，另一手用木質(zhì)炮棍輕輕將藥卷送入眼內(nèi)，使彼此密接，然后送入黏土炮泥，輕搗封嚴(yán)，再送入水炮泥，水泡泥外剩余的炮眼部分應(yīng)用黏土炮泥封實(shí)。嚴(yán)禁用煤粉、塊狀材料或其他可燃性材料作炮眼封泥。無(wú)封泥、封泥不足或不實(shí)的炮眼嚴(yán)禁爆破。裝藥后，必須把電雷管腳線懸空，嚴(yán)禁電雷管腳線、爆破母線與運(yùn)輸設(shè)備、電氣設(shè)備以及采掘機(jī)械等導(dǎo)電體相接觸。(注：要始終提住腳線，以免捅破，最后將外露腳線繞成圈，置于眼口)

4.3 爆破

(1)爆破前必須打開爆破噴霧，并沖洗工作面20m以內(nèi)的巷道，嚴(yán)禁煤塵積聚或超限情況下爆破作業(yè)[1]。

(2)爆破母線懸掛長(zhǎng)度：煤巷直線段不得少于100m(巖巷不少于150m)，煤巷轉(zhuǎn)彎不得少于75m(巖巷不少于100m)。

(3)爆破前，班組長(zhǎng)必須親自派專人在可能進(jìn)入爆破地點(diǎn)的所有通路上設(shè)置警戒，警戒線處要設(shè)置警戒牌。

(4)爆破前，班組長(zhǎng)必須清點(diǎn)人數(shù)，匯報(bào)通風(fēng)調(diào)度爆破地點(diǎn)的瓦斯?jié)舛?、頂板支護(hù)、煤塵情況，待確認(rèn)無(wú)誤后，經(jīng)通風(fēng)調(diào)度同意，方可下達(dá)放炮命令。

(5)發(fā)爆器的鑰匙必須由爆破工本人隨身攜帶，嚴(yán)禁轉(zhuǎn)交他人。不到爆破通電時(shí)，不得將鑰匙插入發(fā)爆器內(nèi)。

(6)爆破工接到命令后，必須發(fā)出爆破信號(hào)，大喊三聲“放炮了”，至少再等5s，確認(rèn)無(wú)誤后方可爆破。

(7)一次裝藥必須全斷面一次起爆，當(dāng)班裝藥的炮眼必須本班爆破完畢。

(8)爆破后待工作面的炮煙吹散，爆破工、瓦斯檢查工和班組長(zhǎng)必須首先巡視爆破地點(diǎn)，檢查通風(fēng)、瓦斯、煤塵、頂板、拒爆、殘爆等情況，如有危險(xiǎn)情況立即處理。

(9)爆破母線應(yīng)隨用隨掛，爆破后，必須將爆破母線從發(fā)爆器電源上摘下，并將其扭結(jié)成短路存放在指定位置。

(10)爆破后要沖洗工作面20m以內(nèi)的巷幫。

5 結(jié)論

3-邊角061運(yùn)輸巷道施工中在一般條件下采用機(jī)掘施工，遇到特殊地質(zhì)條件下采用爆破施工工藝遇到特殊地質(zhì)條件，為保障掘進(jìn)工作面過特殊地質(zhì)條件提供了安全保障。