特厚煤层联络巷掘进施工工艺的应用

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摘要：N1206皮回联巷为大断面、特厚煤层巷道。潞安集团余吾煤业有限公司综掘三队在施工N1206皮回联巷时通过技术研究，分析巷道掘进存在的主要技术难题，提出"留底搭盘走煤法"施工工艺，对顶板施工锚杆、锚索以及"JW"型钢带进行永久支护，同时采用"注浆+密集锚索吊棚"对顶板进行加强支护，实际应用效果表明，取得了显著成效。

关键词：复杂条件；煤巷掘进；施工工艺

1工程概述

潞安集团余吾煤业有限公司N1206皮回联巷位于井田北风井西翼采区，巷道北邻北风井西翼胶带大巷、辅运大巷，南邻北风井西翼回风大巷、进风大巷，东临N1205胶带顺槽，西临N1206回风顺槽，见图1。N1206皮回联巷设计开口位置位于西翼胶带大巷，开口方位角为120°，设计长度为35m，巷道设计断面规格为宽×高=5.0m×3.8m，施工巷道掘进煤层为石炭系3#煤层，煤层平均厚度为6.34m，预留顶煤2.5m，巷道施工到位后与西翼回风大巷贯通。

2施工技术难题

由于N1206皮回联巷从西翼胶带大巷开口施工，而胶带大巷稳装一部DTL型带式输送机，巷道开口时无法采用综合机械化掘进施工工艺，需采用爆破施工工艺，爆破过程中会造成皮带巷机电设备损坏，不利于巷道安全高效掘进。N1206皮回联巷断面规格为宽×高=5.0m×3.8m，断面积为19m2，采用全断面爆破施工时需施工52个爆破孔，装药量达50kg,受爆破震动影响回风大巷与胶带大巷之间保安煤柱会出现局部垮落现象；同时全断面爆破后工作面煤矸石较多，需采用人工清理，难度大，劳动成本费用高，大大降低了巷道掘进效率。N1206皮回联巷掘进煤层为3#石炭系煤层，平均厚度为6.34m，巷道高度为3.8m，顶板预留煤层厚度为2.5m，而3#石炭系煤层发育不稳定，巷道在掘进期间顶板煤层相对破碎，难以预留，巷道支护难度大，增加了巷道施工危险系数。

3施工工艺

为了提高巷道掘进效率，加快巷道出煤速度，决定采用“留底搭盘走煤法”施工工艺。（1）首先在北风井西翼胶带大巷巷帮（施工巷道开口对面帮）施工一个绞车硐室，硐室断面规格为长×深×高=3.0m×2.5m×2.3m，绞车硐室距胶带大巷底板间距为1.5m，在绞车硐室内安装一台型号为P-60B型耙岩机。（2）在绞车硐室与巷道开口之间搭设工作面，工作盘高度为1.5m，工作盘主要由直径为300mm木柱搭设而成，工作盘搭设完成后在胶带输送机上方预留规格为长×宽=1.5m×1.0m漏煤口，同时在距巷道开口0.8m处支设一排长度为1.5m密集木柱并工作盘固定，密集木柱支设宽度为5.5m。（3）工作盘支设完成且设备安装后，在巷道设计开口位置施工分层松动爆破孔，分层断面规格为宽×高=5.0m×2.3m，留底煤厚度为1.5m，每个断面施工20个炮孔，炮孔深度为1.5m，装药量为600g，每次爆破炮孔数量不得超过5个，单茬掘进量控制1.0m。（4）工作面爆破施工后及时采用耙岩机将煤矸石清理干净，待对顶板支护施工到位后进行下一个循环作业。（5）当巷道分层留底掘进5m后，巷道底板以30°俯角掘进，直至遇巷道设计底板位置后顶底板平行掘进，当巷道掘进到位与西翼回风大巷贯通后，采用洋镐及风镐进行人工反掘起底。

4支护工艺

为了保证爆破掘进期间顶煤稳定性，防止顶板破碎、冒顶事故发生，决定对顶板施工锚杆、锚索以及“JW”型钢带联合永久支护，同时采用“注浆+密集锚索吊棚”对顶板进行加强支护。

4.1顶板永久支护

（1）顶板锚杆采用长度为3.0m，直径为22mm高强度左旋无纵筋螺纹锚杆，每排布置6根，锚杆间排距为0.9m×1.0m，每根锚杆配套两根锚固剂，锚杆抗拉拔力不得低于100kN，预紧力不得低于200N•m。（2）顶板钢带采用规格为长×宽=4.8m×0.28m“JW”型钢带，钢带垂直巷道布置，每根钢带穿插6根锚杆，钢带间距为1.0m。（3）顶板锚索采用长度为8.0m,直径为21.6mm预应力钢绞线，每排布置3根，锚索间距为1.8m，排距为3.0m，每根锚索外露端采用一根长度为0.5m工字钢梁与顶板预紧，预紧力不得低于233kN，见图3。

4.2注浆支护

（1）N1206皮回联巷在施工期间在工作面施工三排注浆孔，钻孔深度为5.0m，直径为42mm；其中顶孔一排共计布置4个注浆孔，孔间距为1.2m，距顶板间距为1.0m，且与顶板成45°仰角布置；帮孔两排共计布置4个(每个巷帮布置两个），钻孔深度为，孔间距为1.5m，第一个钻孔距顶板0.5m，与巷帮间距为1.0m，钻孔与巷帮成30°夹角布置。（2）注浆孔施工完后对每个钻孔依次埋入孔径为16mm注浆小管，为了提高注浆效果，注浆小管埋入后采用膨胀水泥对注浆孔进行封孔处理，封孔长度为0.5m。（3）注浆小管埋入后及时将注浆管与高压注浆泵进行连接，并依次向钻孔内注射聚氨酯粘剂，注浆压力不得低于2.0MPa，注浆期间发现邻孔或煤体有浆液渗出时及时停止注浆。（4）当巷道掘进3.0m后施工第二排注浆孔，相邻两排顶孔叠加距离为0.5m，相邻两排帮孔间距为1.25m。

4.3密集锚索吊棚支护

（1）N1206皮回联巷顶板施工的锚索吊棚主要由一根长度为3.5m工字钢梁以及两根长度为5.0m，直径为21.6mm高预应力锚索组成，工字钢梁上焊制两个直径为25mm圆孔，孔间距为2.0m。（2）采用锚索钻机在工作面顶板施工直径为30mm钻孔，钻孔施工完后依次向钻孔内填装三支锚固剂及锚索，并采用钻机进行搅拌锚固，锚索锚固后抗拉拔力不得低于170kN，锚索外露长度控制在0.3～0.5m范围内。（3）锚索施工完后将工字钢梁吊起并采用打压千斤进行预紧，预紧力不得233kN，预紧后必须保证钢梁与顶板接触严实。（4）锚索吊棚与施工巷道平行布置，每排布置4根，间距为1.2m，相邻两排锚索吊棚交错叠加，叠加距离为1.0m，见图3。

5结语

潞安集团余吾煤业有限公司综掘三队通过技术研究，对N1206皮回联巷施工期间主要存在的技术难题进行合理分析，提出了“留底搭盘走煤法”施工工艺，并对不稳定顶板采取永久支护、注浆支护以及密集锚索吊棚支护等进行维护，实际应用效果表明，采用该掘进工艺后巷道掘进速度达4.5m/d，解决了复杂条件下巷道开口施工清理煤矸石难度大等难题，同时采用联合支护后提高了巷道顶板稳定性，巷道在掘进期间顶板未出现破碎、冒顶现象，保证了巷道施工安全，取得了显著成效。

参考文献：

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[4]李层林.浅析锚索在复合顶板支护中的作用[J].煤炭科技，2009（2）：39-40.

[5]田瑞云.锚杆与锚索联合支护复合顶板[J].煤炭科学技术，2004（1）：70-72.

作者:程文惠 单位:潞安集团余吾煤业有限公司