煤層過巷掘進(jìn)施工工藝研究
時(shí)間:2022-07-02 03:26:09
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摘要:為了提高近距離煤層巷道掘進(jìn)效率,保證巷道施工安全,決定在5#層2022巷近距離過830回風(fēng)巷期間,采取分層爆破施工工藝,并提出了架設(shè)“π”型鋼棚、注漿、鋪設(shè)走向工字鋼梁、澆筑等聯(lián)合支護(hù)措施,取得了較好效果。
關(guān)鍵詞:近距離煤層;巷道;掘進(jìn);工藝
1概述
店坪煤礦2022巷位于井田二采區(qū)東翼,主要擔(dān)負(fù)202工作面回采期間運(yùn)輸任務(wù)。施工巷道東部、南部為實(shí)煤區(qū),西部為采區(qū)大巷,分別為830回風(fēng)巷、830軌道巷、830皮帶巷,巷道標(biāo)高為+633m,與采區(qū)軌道巷、皮帶巷位于同一標(biāo)高,回風(fēng)巷標(biāo)高為+631m。2022巷設(shè)計(jì)長(zhǎng)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(jìn),煤層平均厚度為3.5m,采用綜合機(jī)械化掘進(jìn)施工工藝,開口掘進(jìn)30m后與830軌道巷貫通,然后以7°仰角上山掘進(jìn),當(dāng)掘進(jìn)30m后揭露5#煤層頂?shù)装鍟r(shí)以近水平沿煤層掘進(jìn)。由于2022巷上山掘進(jìn)與平巷掘進(jìn)拐點(diǎn)位于830回風(fēng)巷頂板上方,且兩巷層間距為2.1m,地測(cè)資料顯示,5#煤層直接底主要以炭質(zhì)泥巖為主,平均厚度為4.2m,巖體穩(wěn)定性差,2022巷在回風(fēng)巷上方掘進(jìn)時(shí)屬近距離軟巖煤層掘進(jìn),若不采取合理有效的掘進(jìn)、支護(hù)工藝及安全措施,很容易發(fā)生冒頂事故。
2掘進(jìn)施工工藝
為了防止過巷期間采用機(jī)械化掘進(jìn)一次性成巷施工工藝時(shí)發(fā)生回風(fēng)巷頂板垮落,決定采用分層爆破法進(jìn)行過巷掘進(jìn)。(1)2022巷上山掘進(jìn)到設(shè)計(jì)位置后,及時(shí)調(diào)整巷道傾角,確保巷道沿5#煤層頂?shù)装迤叫芯蜻M(jìn),巷道松動(dòng)爆破施工時(shí)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(dòng)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(nèi)共布置4個(gè)掏槽眼、6個(gè)輔助眼、12個(gè)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(gè)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(shí)間為130ms,每個(gè)炮孔必須采用水泡泥進(jìn)行封孔,封孔長(zhǎng)度不得低于0.5m。(3)上斷面光面爆破后及時(shí)清理巷道煤矸石,并補(bǔ)打頂板永久支護(hù),過巷時(shí)采用P-60B型耙?guī)r機(jī)進(jìn)行出煤。(4)上分層巷道掘進(jìn)、支護(hù)到位后,對(duì)下分層進(jìn)行松動(dòng)爆破起底,起底深度為1.5m。過巷段共計(jì)施工5排松動(dòng)爆破眼,炮眼深度為0.8m,每排布置4個(gè),松動(dòng)爆破孔間距為1.5m,排距為1.0m。每個(gè)炮孔內(nèi)填裝一支乳化炸藥,并對(duì)炮孔進(jìn)行封孔,每次允許爆破炮眼數(shù)量不得超過5個(gè)。(5)松動(dòng)爆破起底后及時(shí)清理巷道內(nèi)煤矸石,然后人工采用洋鎬、風(fēng)鎬修理巷道規(guī)格,直至符合巷道設(shè)計(jì)斷面。過巷期間嚴(yán)禁空頂作業(yè),每茬掘進(jìn)進(jìn)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(fēng)巷頂板安全,在830回風(fēng)巷架設(shè)密集工字鋼棚,在2022巷底板鋪設(shè)密集“π”型工字鋼梁并澆筑,對(duì)煤層較薄處進(jìn)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(fēng)巷之間巖層穩(wěn)定性,決定對(duì)該處巖層施工注漿進(jìn)行加固,注漿材料采用馬麗散與催化劑混合液,加固巖層長(zhǎng)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(gè),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(fēng)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(nèi)注射馬麗散漿液,注漿壓力不得低于1.5MPa。3.2鋪設(shè)工字鋼梁并澆筑。(1)鋪設(shè)加長(zhǎng)工字鋼梁前對(duì)2022巷過巷段底板進(jìn)行起底施工,起底規(guī)格為長(zhǎng)×寬×深=6.0×4.2×0.3m,起底后及時(shí)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(shè)一排工字鋼梁,鋼梁長(zhǎng)度為6.0m,每根鋼梁兩端焊制兩個(gè)直接為30mm圓孔,孔間距為2.0m。鋼梁沿巷道走向方向鋪設(shè),鋼梁間距為0.2m,共計(jì)鋪設(shè)鋼梁14根,鋼梁兩端采用兩根長(zhǎng)度為4.2m錨索進(jìn)行串拉,確保鋼梁連接成整體。(3)鋼梁鋪設(shè)后對(duì)起底處采用混凝土進(jìn)行澆筑,澆筑深度為0.3m,澆筑后確保澆筑面與2022巷設(shè)計(jì)底板面齊平。3.3架設(shè)密集“π”型工字鋼棚。(1)為了進(jìn)一步提高過巷段830回風(fēng)巷頂板穩(wěn)定性,待2022巷底板鋼梁鋪設(shè)后,在830回風(fēng)巷內(nèi)架設(shè)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(zhǎng)度為4.5m,棚腿長(zhǎng)度為3.5m,棚腿及頂梁由U29型鋼梁制成。(3)鋼棚架設(shè)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(fēng)巷內(nèi)共計(jì)架設(shè)11架鋼棚。(4)為了保證鋼棚架設(shè)穩(wěn)定性,鋼棚架設(shè)時(shí)采用兩組錨桿分別將棚腿與巷幫固定,鋼棚架設(shè)后在相鄰兩架鋼棚之間采用三組拉桿進(jìn)行連接,同時(shí)在鋼棚與巷幫及頂間隙處填塞水泥背板,確保鋼棚支護(hù)效果,如圖1所示。
4結(jié)語(yǔ)
方山店坪煤礦在2022巷過830回風(fēng)巷時(shí)采用分層爆破施工工藝,并對(duì)兩巷間煤層較薄處采取注漿、鋪設(shè)工字鋼梁并澆筑以及架設(shè)密集“π型”工字鋼棚等聯(lián)合措施。實(shí)際應(yīng)用效果表明,采取合理有效的過巷施工工藝及支護(hù)措施后,實(shí)現(xiàn)了近距離煤層安全快速過巷掘進(jìn)。通過后期對(duì)830回風(fēng)巷過巷段頂板觀察發(fā)現(xiàn),頂板未出現(xiàn)下沉、破碎現(xiàn)象,提高了巷道過巷掘進(jìn)效率及施工安全,為同類型巷道掘進(jìn)提供了實(shí)踐依據(jù)。
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作者:楊濤 單位:霍州煤電集團(tuán)呂梁山煤電有限公司方山店坪煤礦