傾斜巖巷爆破掘進(jìn)方案對(duì)比及施工安全措施

王 波

（煤炭工業(yè)晉城礦區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，山西 晉城 048006）

1 概況

鳳凰山礦在歷經(jīng)近50年的開采后，煤炭資源逐步枯竭，需要對(duì)十五號(hào)煤三盤區(qū)開始規(guī)劃布局。該盤區(qū)是十五號(hào)煤的最后一個(gè)盤區(qū)，經(jīng)過礦反復(fù)研究論證后決定一五三盤區(qū)的開拓延伸從北二風(fēng)井施工斜巷開拓準(zhǔn)備系統(tǒng)。

一五三盤區(qū)回風(fēng)斜巷由一五三盤區(qū)回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷開口，以30°坡上山掘進(jìn)，斜長(zhǎng)為123.602m，如圖1所示。

2 施工方案對(duì)比分析

2.1 掘進(jìn)方案對(duì)比

（1）采用下山爆破掘進(jìn)施工方案

下山掘進(jìn)施工時(shí)，從北二風(fēng)井下平段開口，按照設(shè)計(jì)坡度及方位向下爆破掘進(jìn)，通過礦車運(yùn)輸煤矸，從聯(lián)絡(luò)橫川至北大巷再到北矸井進(jìn)行翻矸作業(yè)。此方案施工優(yōu)點(diǎn)是能有效避免矸石滾落及掌面掉矸傷人，運(yùn)送物料時(shí)相對(duì)較安全，瓦斯及有毒有害氣體不易在工作面聚集等；缺點(diǎn)是施工進(jìn)度慢，矸石運(yùn)輸能力嚴(yán)重不足，效率低，工作面打鉆積水全部聚集在掌面，對(duì)施工造成較大影響。

（2）采用上山爆破掘進(jìn)施工方案

上山掘進(jìn)時(shí)，從一五三盤區(qū)回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷開口，按照設(shè)計(jì)坡度及方位向上爆破掘進(jìn)，通過一五三盤區(qū)回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)皮帶將煤矸運(yùn)走。此方案施工優(yōu)點(diǎn)有上山掘進(jìn)施工效率高、巷道成形好，煤矸運(yùn)輸高效及工作面無積水等；缺點(diǎn)有矸石滾落及掌面掉矸傷人危險(xiǎn)、運(yùn)送物料困難及瓦斯等有毒有害氣體在掌面聚集等。

（3）掘進(jìn)工藝確定

通過對(duì)比上下山掘進(jìn)工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合礦井采掘銜接接替情況，確定采用上山爆破掘進(jìn)方案。

2.2 巷道施工斷面及支護(hù)方式對(duì)比

根據(jù)盤區(qū)用風(fēng)等生產(chǎn)安全需求，巷道凈斷面積不低于9m2，擬在以下兩種方案中進(jìn)行選擇。

（1）采用矩形斷面、錨桿支護(hù)方式

采用矩形斷面，凈寬4m，凈高2.4m，凈斷面積9.6m2，支護(hù)方式采用錨桿支護(hù)。此方案優(yōu)點(diǎn)是施工進(jìn)度快、支護(hù)成本低等；缺點(diǎn)是巷道成形差、長(zhǎng)時(shí)間風(fēng)化后掉矸傷人及巷道承壓較低等。

（2）采用半圓拱形斷面、錨網(wǎng)噴支護(hù)方式

采用半圓拱形斷面，錨、網(wǎng)、噴聯(lián)合支護(hù)。斷面凈寬4.0m，凈高3.0m，其中墻高1m，拱高2m，噴體厚度100mm，凈斷面面積10.28m2，支護(hù)方式為錨桿、金屬網(wǎng)、噴射混凝土。此方案優(yōu)點(diǎn)是巷道成形好、支護(hù)強(qiáng)度高、防止巷道風(fēng)化掉矸傷人及巷道承壓強(qiáng)度高等；缺點(diǎn)是巷道施工斷面大、支護(hù)成本高及用料困難等。

（3）巷道施工斷面及支護(hù)工藝確定

經(jīng)過兩種方案的對(duì)比，考慮支護(hù)安全及服務(wù)年限較長(zhǎng)等因素，選擇半圓拱形斷面及錨網(wǎng)噴支護(hù)工藝。

2.3 施工方案確定

通過對(duì)比掘進(jìn)工藝、斷面形狀及支護(hù)工藝各自優(yōu)缺點(diǎn)，綜合考慮巷道用途、服務(wù)年限及安全施工等多方面因素，一五三盤區(qū)回風(fēng)斜巷最終采用上山爆破掘進(jìn)工藝，半圓拱形斷面錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)。如圖2、圖3所示。

3 施工安全管控措施

（1）巷道施工過程中在巷道南幫幫部距底板1.2～1.5m處，每2m打注一根0.7m長(zhǎng)錨桿，在錨桿上纏繞麻繩，人員在上下坡時(shí)順麻繩上下，確保安全。

（2）運(yùn)送設(shè)備材料時(shí)，加工專用工具箱，利用耙?guī)r機(jī)牽引工具箱往上運(yùn)料，運(yùn)料時(shí)人員站在躲避硐內(nèi)與斜巷坡底耙?guī)r機(jī)司機(jī)通過聲光信號(hào)聯(lián)系將物料運(yùn)送至指定地點(diǎn)。

（3）巷道掘進(jìn)至開口以里60m（即9#煤煤層處）時(shí)，在巷道南幫炮掘噴漿硐室一個(gè)。硐室沿9#煤煤層頂板掘進(jìn)，采用矩形斷面錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)，并打注錨索進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。在噴漿硐室內(nèi)安裝噴漿機(jī)一臺(tái)，從一五三盤區(qū)回風(fēng)斜巷底噴漿機(jī)往噴漿硐室內(nèi)送料，再用硐室內(nèi)噴漿機(jī)對(duì)60m以上巷道進(jìn)行噴射混凝土，完成接力噴射混凝土支護(hù)。

圖2 一五三盤區(qū)回風(fēng)斜巷施工斷面圖

圖3 一五三盤區(qū)回風(fēng)斜巷支護(hù)示意圖

（4）巷道掘進(jìn)至開口以里70m時(shí)在巷道南幫炮掘絞車硐一個(gè)，采用半圓拱形斷面錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)。在絞車硐內(nèi)安裝絞車兩部，將巷道70m以上的矸石通過絞車牽引耙斗耙至絞車硐以下，再利用斜巷坡底的耙?guī)r機(jī)將巷道70m以下的矸石耙至盤區(qū)皮帶上運(yùn)走，完成接力出矸。

（5）巷道掘進(jìn)至開口以里60m時(shí)經(jīng)過9#煤層，采用半圓拱形斷面。在9#煤層影響區(qū)域內(nèi)巷道拱部每2m打注一排單體錨索進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，同時(shí)將噴射混凝土支護(hù)及時(shí)跟進(jìn)掌面，即每施工一排及時(shí)噴混凝土封閉，確保安全順利通過此區(qū)域。

（6）巷道掘進(jìn)至開口以里100m時(shí)通過北大巷，在掘進(jìn)至距北大巷風(fēng)橋20m時(shí)進(jìn)行警戒設(shè)置。在警戒設(shè)置時(shí)指派專人為安全負(fù)責(zé)人，并且工作面火藥裝好后通過電話聯(lián)系安全負(fù)責(zé)人，安全負(fù)責(zé)人接到指令后進(jìn)行警戒設(shè)置及檢查。在北大巷風(fēng)橋警戒區(qū)域前后拉警戒帶進(jìn)行警戒，防止人車和運(yùn)煤礦車經(jīng)過時(shí)誤闖入警戒區(qū)域，待爆破結(jié)束后電話聯(lián)系安全負(fù)責(zé)人進(jìn)行警戒撤離。

（7）為防止矸石滾落傷人，在每個(gè)在用硐室口支設(shè)鐵道，在鐵道上捆綁架板將硐室與巷道出矸路線隔離開，在斜巷坡底耙?guī)r機(jī)前方用道木等材料構(gòu)筑一道屏障，耙?guī)r機(jī)漏矸槽上安裝防護(hù)網(wǎng)，控制矸石滾落傷人。

4 結(jié) 語

通過一五三盤區(qū)回風(fēng)斜巷的掘進(jìn)施工工藝、斷面選擇及支護(hù)方式的對(duì)比確定最優(yōu)方案，在保證安全的前提下，快速高效完成掘進(jìn)任務(wù)，有效緩解礦井銜接緊張的局面，對(duì)類似條件的施工組織具有借鑒意義。