近距離煤層過巷掘進施工工藝研究

楊 濤

（霍州煤電集團呂梁山煤電有限公司方山店坪煤礦，山西 呂梁 033100）

1 概 述

店坪煤礦2022巷位于井田二采區(qū)東翼，主要擔負202工作面回采期間運輸任務。施工巷道東部、南部為實煤區(qū)，西部為采區(qū)大巷，分別為830回風巷、830軌道巷、830皮帶巷，巷道標高為+633m，與采區(qū)軌道巷、皮帶巷位于同一標高，回風巷標高為+631m。2022巷設計長度1530m，巷道斷面規(guī)格為寬×高=4.2×3.5m，施工巷道從830皮帶巷開口施工，沿5#煤層掘進，煤層平均厚度為3.5m，采用綜合機械化掘進施工工藝，開口掘進30m后與830軌道巷貫通，然后以7°仰角上山掘進，當掘進30m后揭露5#煤層頂底板時以近水平沿煤層掘進。

由于2022巷上山掘進與平巷掘進拐點位于830回風巷頂板上方，且兩巷層間距為2.1m，地測資料顯示，5#煤層直接底主要以炭質泥巖為主，平均厚度為4.2m，巖體穩(wěn)定性差，2022巷在回風巷上方掘進時屬近距離軟巖煤層掘進，若不采取合理有效的掘進、支護工藝及安全措施，很容易發(fā)生冒頂事故。

2 掘進施工工藝

為了防止過巷期間采用機械化掘進一次性成巷施工工藝時發(fā)生回風巷頂板垮落，決定采用分層爆破法進行過巷掘進。

（1）2022巷上山掘進到設計位置后，及時調整巷道傾角，確保巷道沿5#煤層頂底板平行掘進，巷道松動爆破施工時將巷道斷面分兩層，上分層采用光面爆破施工工藝，下分層采用松動爆破施工工藝。

（2）上分層巷道斷面規(guī)格為寬×高=4.2×2.0m，斷面內共布置4個掏槽眼、6個輔助眼、12個周邊眼。掏槽眼深度為1.2m，輔助眼及周邊眼深度為1.0m。每個炮眼填裝一支礦用乳化炸藥，裝藥量為300g，采用1#、3#、5#毫秒延期電雷管，延期時間為130ms，每個炮孔必須采用水泡泥進行封孔，封孔長度不得低于0.5m。

（3）上斷面光面爆破后及時清理巷道煤矸石，并補打頂板永久支護，過巷時采用P-60B型耙?guī)r機進行出煤。

（4）上分層巷道掘進、支護到位后，對下分層進行松動爆破起底，起底深度為1.5m。過巷段共計施工5排松動爆破眼，炮眼深度為0.8m，每排布置4個，松動爆破孔間距為1.5m，排距為1.0m。每個炮孔內填裝一支乳化炸藥，并對炮孔進行封孔，每次允許爆破炮眼數量不得超過5個。

（5）松動爆破起底后及時清理巷道內煤矸石，然后人工采用洋鎬、風鎬修理巷道規(guī)格，直至符合巷道設計斷面。過巷期間嚴禁空頂作業(yè)，每茬掘進進度不得大于1.0m。

3 過巷期間綜合安全措施

為了保證過巷期間830回風巷頂板安全，在830回風巷架設密集工字鋼棚，在2022巷底板鋪設密集“π”型工字鋼梁并澆筑，對煤層較薄處進行注漿加固。

3.1 注漿加固

（1）為了提高2022巷過巷期間與830回風巷之間巖層穩(wěn)定性，決定對該處巖層施工注漿進行加固，注漿材料采用馬麗散與催化劑混合液，加固巖層長度為4.5m，寬度為4.2m，厚度為2.1m。

（2）加固巖體處施工三排注漿孔，每排布置2個，鉆孔間距×排距=2.0×2.0m，鉆孔深度為2.0m。為了保證注漿效果，鉆孔由回風巷向2022巷方向施工。

（3）注漿鉆孔施工完后，采用高壓注漿泵依次向鉆孔內注射馬麗散漿液，注漿壓力不得低于1.5MPa。

3.2 鋪設工字鋼梁并澆筑

（1）鋪設加長工字鋼梁前對2022巷過巷段底板進行起底施工，起底規(guī)格為長×寬×深=6.0×4.2×0.3m，起底后及時清理煤矸石并確保起底面平整。

（2）2022巷起底后，在起底面密集鋪設一排工字鋼梁，鋼梁長度為6.0m，每根鋼梁兩端焊制兩個直接為30mm圓孔，孔間距為2.0m。鋼梁沿巷道走向方向鋪設，鋼梁間距為0.2m，共計鋪設鋼梁14根，鋼梁兩端采用兩根長度為4.2m錨索進行串拉，確保鋼梁連接成整體。

（3）鋼梁鋪設后對起底處采用混凝土進行澆筑，澆筑深度為0.3m，澆筑后確保澆筑面與2022巷設計底板面齊平。

3.3 架設密集“π”型工字鋼棚

（1）為了進一步提高過巷段830回風巷頂板穩(wěn)定性，待2022巷底板鋼梁鋪設后，在830回風巷內架設一排密集工字鋼棚。

（2）“π”型鋼棚主要由“π”型頂梁、棚腿組成，頂梁長度為4.5m，棚腿長度為3.5m，棚腿及頂梁由U29型鋼梁制成。

（3）鋼棚架設間距為0.5m，從過巷前1.0m處開始架棚，直至過巷后1.0m停止架棚，830回風巷內共計架設11架鋼棚。

（4）為了保證鋼棚架設穩(wěn)定性，鋼棚架設時采用兩組錨桿分別將棚腿與巷幫固定，鋼棚架設后在相鄰兩架鋼棚之間采用三組拉桿進行連接，同時在鋼棚與巷幫及頂間隙處填塞水泥背板，確保鋼棚支護效果，如圖1所示。

圖1 2022巷近距離煤層過巷期間支護斷面示意圖

4 結 語

方山店坪煤礦在2022巷過830回風巷時采用分層爆破施工工藝，并對兩巷間煤層較薄處采取注漿、鋪設工字鋼梁并澆筑以及架設密集“π型”工字鋼棚等聯合措施。實際應用效果表明，采取合理有效的過巷施工工藝及支護措施后，實現了近距離煤層安全快速過巷掘進。通過后期對830回風巷過巷段頂板觀察發(fā)現，頂板未出現下沉、破碎現象，提高了巷道過巷掘進效率及施工安全，為同類型巷道掘進提供了實踐依據。