大斷面巷道分層留底掘進施工工藝探究
時間:2022-11-04 03:43:13
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摘要:大斷面巷道在掘進過程中受施工條件、施工技術水平等限制,施工效率低,巷道成型質量差,支護難度大,嚴重影響大斷面巷道安全高效施工。針對這一技術難題,余吾煤業公司對N1206膠帶順槽機頭段采取分層留底法進行施工,實踐證明取得了較好效果。
關鍵詞:大斷面;巷道;掘進;工藝
大斷面巷道掘進施工時,存在著巷道成型質量差、支護難度大、施工效率低以及煤矸石運輸不及時等技術難題,若不采取合理有效的施工工藝,很容易產生安全事故。以潞安集團余吾煤業公司N1206膠帶順槽機頭段為例,提出了分層留底掘進施工工藝。
1概況
N1206膠帶順槽位于井田西翼,巷道以北布置采區大巷,分別為北風井西翼運輸大巷、北風井西翼膠帶大巷以及北風井西翼2#回風大巷,以南為實煤區,以東為N1206回風順槽,以西為N1205膠帶順槽。N1206膠帶順槽機頭段設計長度為120m,沿3#煤層底板從西翼膠帶大巷開口施工。N1206膠帶順槽機頭段設計斷面規格為寬×高=5.0×5.2m,巷道施工120m后巷道頂板以8°俯角變坡,繼續掘進10m后巷道斷面規格為寬×高=5.0×3.8m,以此斷面直至巷道掘進完成。地測資料顯示,N1206膠帶順槽機頭段煤層厚度6.34m,煤層內含3層矸石,厚度為0.4~1.5m,頂板主要為炭質泥巖,厚度為1.5m,巷道采用爆破施工工藝。余吾煤礦以往大斷面巷道采用先小斷面掘進后挑頂、擴幫的方法,該施工方法需巷道二次返工、二次支護,不僅加大了勞動強度及成本費用,而且采用爆破挑頂時難度大,施工存在很大的安全隱患。
2大斷面巷道分層留底法施工工藝
2.1前期準備
(1)由于北風井西翼膠帶大巷高度為3.8m,寬度為4.0m,首先在西翼膠帶大巷上方N1206膠帶順槽開口位置處進行挑頂,挑頂規格為寬×長×深=4.0×5.0×1.4m,挑頂后確保西翼膠帶大巷高度不得低于5.2m。
(2)西翼膠帶大巷挑頂后在挑頂處下方搭設工作盤,工作盤主要由長度為6.0m,直徑為300mm圓木柱搭設,搭設高度為2.2m,工作盤上方預留規格為長×寬=4.0×1.5m漏煤口,同時為保證施工安全,在工作盤與巷幫間隙處安裝金屬網柵欄.
(3)工作盤搭設完成后,在距西翼膠帶大巷底板2.5m處施工一個絞車硐室,硐室規格為寬×高×深=3.0×2.5×2.5m,絞車硐室施工完后在硐室內安裝耙巖機,為方便出煤在工作盤上平鋪一塊厚度為3mm鋼板。
2.2機頭段分層留底法掘進
(1)待前期工作準備就緒后,在工作盤上對N1206膠帶順槽機頭段進行開口施工,機頭段采用分層留底法進行掘進,即上分層全斷面掘進,下分層留底,上分層斷面規格為寬×高=5.0×3.0m,留底厚度為2.2m。
(2)上分層采用光面爆破法進行掘進,炮眼深度為1.2m,每個炮眼填裝兩支礦用三級乳化炸藥,藥卷長度為0.3m,裝藥量為300g/支,雷管采用毫秒延期電雷管,延期不得超過130ms,采用正向裝藥方式,裝藥后采用水炮泥、炮泥進行封孔。
(3)機頭段前30m掘進期間,用絞車硐室安裝的耙巖機進行出煤,隨著巷道不斷延伸,在機頭段安裝一部SSJ-880型帶式輸送機,并在輸送機機尾端再安裝一部耙巖機進行聯合出煤。
(4)當機頭段掘進至120m處時巷道以8°俯角進行下山掘進,當巷道下山掘進10m后及時調整巷道掘進角度,沿巷道頂板平行掘進,施工N1206膠帶順槽正巷段。
(5)N1206膠帶順槽機頭段分層掘進完成后,開始對預留底煤進行松動爆破起底,起底時從巷道迎頭向外施工,在起底過程中隨著起底段長度逐漸縮短,同時逐漸縮短帶式輸送機長度,當起底段長度低于30m時,拆除帶式輸送機,用硐室內耙巖機進行出煤。
3應用效果
(1)提高了施工效率。N1206膠帶順槽機頭段長度為120m,采用分層留底法掘進,僅用22d即完成,比傳統施工工藝提前了8d。
(2)降低了成本費用。采用分層留底法進行大斷面巷道掘進時無需進行二次挑頂,減低了勞動成本及支護成本費用。N1206膠帶順槽機頭段頂板采用分層留底法掘進,節約錨桿720套,錨索120根,鋼帶120根,支護材料費用17萬元。
(3)保證了施工安全。由于N1206膠帶順槽機頭段頂板主要以炭質泥巖為主,巖石層不穩定,挑頂施工時很容易發生頂板大面積垮落事故,采用分層留底法掘進時避免挑頂施工,提高巷道掘進安全系數。
(4)提高煤矸石運輸效率。N1206膠帶順槽機頭段采用分層留底法掘進時,在西翼膠帶大巷搭設工作盤,同時利用膠帶輸送機與耙巖機進行聯合出煤,提高了工作面運輸效率,降低了挑頂施工期間的清理巷道勞動強度。
(5)提高了支護質量。大斷面巷道傳統挑頂施工時,因巷道高度較大,施工后失效支護難以發現,且二次補打支護難度大。而采用分層留底法掘進時頂板支護一次性施工到位,工作面爆破后,施工人員可對工作面附近失效支護及時進行補打,提高了支護質量。
【參考書目】
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作者:武海濤 單位:潞安集團余吾煤業有限公司
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