大断面巷道快速掘进技术研究

摘要：门克庆煤矿在掘进煤仓下口配煤巷88.8m大断面时采用正台阶施工工艺，既大幅度提高了掘进速度，又保证了工程质量和施工安全。

关键词：大断面；正台阶；

中图分类号：TU74文献标识码： A

王守亮，男，汉族,1984年5月，籍贯黑龙江省肇源县，毕业于黑龙江科技学院，采矿工程专业，中天合创能源有限责任公司门克庆煤矿，矿建施工业务主办。）

前言

门克庆煤矿位于鄂尔多斯市乌审旗图克镇，为东胜煤田呼吉尔特矿区规划矿井之一，设计年产量1200万吨，矿井服务年限95.5年，目前正在进行二三期工程施工当中，在一些大断面巷道的掘进过程中（如煤仓下口配煤巷），如何才能在安全得以保证的前提下提高施工进度已成为一个关键性问题，严重影响着施工安全及矿井是否能按计划投产、达产，因此经矿领导及采矿、地质等各专业人员全面科学论证之后，研究决定，在掘进大断面时，采用正台阶施工方法。此方法技术上可行，经济上合理，安全上可靠。所以，正台阶施工工艺成为矿井大断面巷道掘进的首选措施。

一、工程概况

煤仓下口配煤巷大断面长度88.8m，以+3‰坡度施工，巷道掘进宽度为9450mm，掘进高度为6425mm，布置在3—1煤煤层中，支护方式为复合支护，外层采用“锚网喷+锚索初次支护，内层采用钢筋混凝土混合支护，此种施工条件采用传统施工方法，不但大大降低了施工进度，而且在施工过程中存在许多片帮、冒顶事故隐患，就给施工造成了极大的困难，故采用正台阶施工方法。

二、施工工艺

正台阶施工是将巷道分成两个或多个工作面,上一个工作面超前下一个工作面一定距离的施工方法。在大断面巷道施工中,常采用分层施工,先掘进巷道上分层,然后掘进下分层。本文探讨的正台阶法施工与分层施工不同。为了平行作业,提高掘进速度,正台阶施工法上、下分层同时作业。各分层间始终保持相对固定的距离。

2.1预留施工平台

根据巷道断面确定台阶的高度,原则上保证最上的台阶层掘进后满足施工顶部锚杆要求。本工作面掘进高度为6.425m，故上分层高度为3m，下分层高度为3.425mm。 采用正台阶法施工,考虑到上台阶通风问题，人员打钻最小距离等问题，确定上台阶超前距离为6m。施工中先施工上分层6m，然后按正规循环施工。

图1预留施工平台示意图

2.2工艺顺序

敲帮问顶上下分层同时打眼通风瓦斯检查装药联线瓦检放下部炮通风瓦斯检查敲帮问顶通风瓦斯检查装药联线瓦检放上部炮架设临时支护扒工作面迎头挂网打上部锚杆、锚索、打上部眼扒工作面迎头挂网、打下部锚杆进入下一循环

2.3施工要求

施工中，上层掘进高度以方便打眼作业为宜，但由于本工作面巷道掘进高度较大，施工时上分层控制在3m左右，上分层超前长度始终控制在5m左右。为了达到光面爆破要求，周边眼距定为250至350mm之间，煤巷中抵抗线为不小于500mm，岩巷中不小于300mm。

三、施工管理

3.1质量管理

质量是工程的生命，在施工中，为了保证工程质量，门克庆煤矿制定了严格的质量管理制度，实现了内在工程质量和规格造型的完美统一。

（1）成立了矿各相关科室及施工项目部组成的质量管控领导小组。

（2）由质量管理小组，每周组织1次工程质量检查，施工队技术员要下井带齐量具、记录验收表，升井后填写自检记录表，认真做好质量自检、互检、专检工作。严格实行工序质量控制，上道工序不合格，下道工序不施工。对重要工程部位设置质量控制点，将质量隐患消除在施工过程中。

图2锚网支护巷道工程质量规定

3.2劳动组织

实行“三八”制作业,两掘一喷，循环图表如图3所示，各生产工序部分平行交叉作业。实行现场交接班，各岗位、各工种“手拉手，口对口”进行交接，特别是安全生产、工程质量、文明生产都必须进行明确交接，双方签字确认。由于管理制度到位，执行制度严格，各班均能做到科学合理组织生产，在规定的时间内完成规定的工作量，既不欠产，也不允许超产，保证了正规循环，为实现高产效、优质、低耗了良好的基础

图3正规循环图表

3.3施工段长的控制

由于迎头始终要保留6m长的施工平台，所以在使用耙矸机装岩时，耙矸机到迎头的距离应控制在10~26m之间，一次前移耙矸机的距离为16m。在施工过程中，由于每班都能做到清底交班，前移耙矸机的时间可以控制在一个小班之内，是非掘进时间占用得到有效控制。

四、正台阶施工法与普通方法的比较

4.1优点

（1）上、下台阶打眼等工序都能平行作业，缩短循环时间

（2）上台阶高度较低，便于控制打眼质量；锤腿水平夹角大，水平推力大，打眼速度快。

（3）下台阶自由面大，爆破效率好；打眼质量要求不高。

（4）缩短了工作面高度，减少片帮事故隐患，加快了装药联线速度。

（5）煤仓下口配煤巷巷道高度已经到6425mm，采用普通方法很难施工，而采用正台阶施工法降低了施工高度，有效地解决了以上难题。另外，正台阶施工法，巷道可随着掘进进行喷浆及永久支护，从根本上消除了片帮冒顶的可能性，保证了施工安全。

4.2缺点

（1）上台阶炮后不装矸石无法进行顶板支护。

（2）上、下台阶均需要清底，增加了底眼拒炮安全隐患。

4.3创新点

（1）在巷道施工过程中上、下台阶打眼、装渣等各工序都能平行作业，大大缩短作业循环时间，提高掘进工效，做到了大断面巷道的快速掘进。

（2）从根本上解决了大断面巷道因工作面断面过大，不能及时支护而带来的片帮，冒顶等安全隐患，为巷道安全掘进打下了良好的基础。

五、结论

1．正台阶施工时，巷道底板的渣子清理工作十分关键，这是一个维持台阶稳定性的关键因素，只有认真清底，底部炮眼严格按照炮眼布置图施工，才能维持稳定的台阶。

2．上台阶放炮后需及时进行装矸工作，这样才能有利于顶板支护；在施工过程中需严格要求上台阶打眼质量，以避免上台阶自由面较小的不利因素。

3．正台阶施工法得到推广应用后，不仅提高了掘进工效，消除大断面巷道掘进带来的安全隐患，而且为矿井创造了良好的经济效益和社会效益。正台阶施工工艺是我矿未来大断面巷道掘进的首选。