大断面巷道分层留底掘进施工工艺探究

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摘要:大断面巷道在掘进过程中受施工条件、施工技术水平等限制，施工效率低，巷道成型质量差，支护难度大，严重影响大断面巷道安全高效施工。针对这一技术难题，余吾煤业公司对N1206胶带顺槽机头段采取分层留底法进行施工，实践证明取得了较好效果。

关键词:大断面;巷道;掘进;工艺

大断面巷道掘进施工时，存在着巷道成型质量差、支护难度大、施工效率低以及煤矸石运输不及时等技术难题，若不采取合理有效的施工工艺，很容易产生安全事故。以潞安集团余吾煤业公司N1206胶带顺槽机头段为例，提出了分层留底掘进施工工艺。

1概况

N1206胶带顺槽位于井田西翼，巷道以北布置采区大巷，分别为北风井西翼运输大巷、北风井西翼胶带大巷以及北风井西翼2#回风大巷，以南为实煤区，以东为N1206回风顺槽，以西为N1205胶带顺槽。N1206胶带顺槽机头段设计长度为120m，沿3#煤层底板从西翼胶带大巷开口施工。N1206胶带顺槽机头段设计断面规格为宽×高=5.0×5.2m，巷道施工120m后巷道顶板以8°俯角变坡，继续掘进10m后巷道断面规格为宽×高=5.0×3.8m，以此断面直至巷道掘进完成。地测资料显示，N1206胶带顺槽机头段煤层厚度6.34m，煤层内含3层矸石，厚度为0.4～1.5m，顶板主要为炭质泥岩，厚度为1.5m，巷道采用爆破施工工艺。余吾煤矿以往大断面巷道采用先小断面掘进后挑顶、扩帮的方法，该施工方法需巷道二次返工、二次支护，不仅加大了劳动强度及成本费用，而且采用爆破挑顶时难度大，施工存在很大的安全隐患。

2大断面巷道分层留底法施工工艺

2.1前期准备

（1）由于北风井西翼胶带大巷高度为3.8m，宽度为4.0m，首先在西翼胶带大巷上方N1206胶带顺槽开口位置处进行挑顶，挑顶规格为宽×长×深=4.0×5.0×1.4m，挑顶后确保西翼胶带大巷高度不得低于5.2m。

（2）西翼胶带大巷挑顶后在挑顶处下方搭设工作盘，工作盘主要由长度为6.0m，直径为300mm圆木柱搭设，搭设高度为2.2m，工作盘上方预留规格为长×宽=4.0×1.5m漏煤口，同时为保证施工安全，在工作盘与巷帮间隙处安装金属网栅栏.

（3）工作盘搭设完成后，在距西翼胶带大巷底板2.5m处施工一个绞车硐室，硐室规格为宽×高×深=3.0×2.5×2.5m，绞车硐室施工完后在硐室内安装耙岩机，为方便出煤在工作盘上平铺一块厚度为3mm钢板。

2.2机头段分层留底法掘进

（1）待前期工作准备就绪后，在工作盘上对N1206胶带顺槽机头段进行开口施工，机头段采用分层留底法进行掘进，即上分层全断面掘进，下分层留底，上分层断面规格为宽×高=5.0×3.0m，留底厚度为2.2m。

（2）上分层采用光面爆破法进行掘进，炮眼深度为1.2m，每个炮眼填装两支矿用三级乳化炸药，药卷长度为0.3m，装药量为300g/支，雷管采用毫秒延期电雷管，延期不得超过130ms，采用正向装药方式，装药后采用水炮泥、炮泥进行封孔。

（3）机头段前30m掘进期间，用绞车硐室安装的耙岩机进行出煤，随着巷道不断延伸，在机头段安装一部SSJ-880型带式输送机，并在输送机机尾端再安装一部耙岩机进行联合出煤。

（4）当机头段掘进至120m处时巷道以8°俯角进行下山掘进，当巷道下山掘进10m后及时调整巷道掘进角度，沿巷道顶板平行掘进，施工N1206胶带顺槽正巷段。

（5）N1206胶带顺槽机头段分层掘进完成后，开始对预留底煤进行松动爆破起底，起底时从巷道迎头向外施工，在起底过程中随着起底段长度逐渐缩短，同时逐渐缩短带式输送机长度，当起底段长度低于30m时，拆除带式输送机，用硐室内耙岩机进行出煤。

3应用效果

（1）提高了施工效率。N1206胶带顺槽机头段长度为120m，采用分层留底法掘进，仅用22d即完成，比传统施工工艺提前了8d。

（2）降低了成本费用。采用分层留底法进行大断面巷道掘进时无需进行二次挑顶，减低了劳动成本及支护成本费用。N1206胶带顺槽机头段顶板采用分层留底法掘进，节约锚杆720套，锚索120根，钢带120根，支护材料费用17万元。

（3）保证了施工安全。由于N1206胶带顺槽机头段顶板主要以炭质泥岩为主，岩石层不稳定，挑顶施工时很容易发生顶板大面积垮落事故，采用分层留底法掘进时避免挑顶施工，提高巷道掘进安全系数。

（4）提高煤矸石运输效率。N1206胶带顺槽机头段采用分层留底法掘进时，在西翼胶带大巷搭设工作盘，同时利用胶带输送机与耙岩机进行联合出煤，提高了工作面运输效率，降低了挑顶施工期间的清理巷道劳动强度。

（5）提高了支护质量。大断面巷道传统挑顶施工时，因巷道高度较大，施工后失效支护难以发现，且二次补打支护难度大。而采用分层留底法掘进时顶板支护一次性施工到位，工作面爆破后，施工人员可对工作面附近失效支护及时进行补打，提高了支护质量。

【参考书目】

［1］王艳军.大断面巷道快速掘进施工工艺[J].现代矿业,2014(11):50+56.

［2］石森源.浅谈大断面巷道快速掘进的关键技术[J].煤,2017(03):71-72.

［3］马其华.深井硬岩大断面巷道快速掘进技术[J].煤炭科学技术,2014(04):16-18.

［4］李国才.大断面巷道快速掘进技术的应用分析[J].能源与节能,2014(02):139-140.

［5］孔令伟.厚泥岩伪顶条件下大断面巷道综掘一次快速掘进成巷技术的研究与应用[J].内蒙古煤炭经济,2017(20):139-140.

作者:武海涛 单位:潞安集团余吾煤业有限公司