浅谈斜井穿越空巷的施工技术

【摘 要】矿井巷道支护质量事关矿井安全生产和工人生命财产安全。山西晋煤集团阳城晋圣上孔煤业有限公司主斜井穿越3#煤层空巷在地质条件复杂的条件下，采用加固空巷、架棚、片石混泥土充填等方法成功穿越3#煤层空巷。本文以上孔煤业主斜井成功穿越3#煤层空巷，对相关技术要求和主要施工方案进行阐述。

【关键词】主斜井；3#煤空巷；钻探；穿越；加强支护；影响范围

1 矿井概况

山西晋煤集团阳城晋圣上孔煤业有限公司，矿井设计生产能力为0.60Mt/a，服务年限为25.9年，矿井采用斜井开拓方式。

主斜井位于矿井工业广场南部，设计井口中心点坐标为X=3931512.000，Y=19634240.000；开口底板标高为+543.00m，施工方位角为：38°47ˊ04"，施工坡度为16°，长度为528.099m；巷道断面特征：半圆拱断面，净宽4.5m，净高3.65m，净断面积14.25m2。

根据初步设计及主斜井与行人斜井相对位置，两井筒在水平面上平行布置，相距30米，按井筒延伸方向，主斜井在行人斜井左侧。主斜井与3#煤层相交地段长25.6m，根据原有图纸并经实地探测空巷确定为行人斜井400米处左侧保安煤柱，内有与行人井垂直的两条巷道，一条平行联络巷。井筒掘进过程中将穿越原上孔煤业3#煤层空巷，根据探测孔数据显示，确定空巷空巷内无积水，瓦斯浓度0.3%。

2 过空巷探水（煤）方案

井筒施工过程中严格执行“有掘必探，有采必探，先探后掘，先探后采”的原则， 精确探准3#煤层空巷位置及积水、瓦斯等有毒有害气体浓度。探煤工作面共布置4个钻孔，1#、3#孔沿井筒方向布置，倾角-16°，在井筒底板以上1.5m，距帮1.5m，间距1.8m。2#、4#孔在底板沿主井掘进方向-45°向下打，布置在工作面底板处，距帮1.5m，间距1.8m。4个孔均穿透所探煤层，再向下钻2m后方可停钻。 主斜井掘进工作面距3#煤层空巷斜距30m时，停止掘进，对主斜井穿越3#煤层空巷进行加固。

3 空巷瓦斯排放方案

在行人井距1#空巷10m处安设两台2X15KW局部通风机（一台使用，一台备用）

对3#煤层空巷内瓦斯进行排放，确保工作面瓦斯等有毒有害气体浓度及氧气浓度符合规定要求。施工时，采用单体柱对空巷进行支护，人员站在支护下进行瓦斯排放。

4 3#煤层空巷加固方案

1#空巷加固：在1#空巷内冒落区附近支设木垛，木垛与顶接实，用木楔背紧背严；在木垛外侧200mm、距钻孔往外4800mm处，用料石砌墙密闭。

1#-2#联络巷加固：每5米支设一个木垛，木垛与顶接实，用木楔背紧背严。

2#空巷加固：在2#空巷内3至4点间每5米支设一个木垛，木垛与顶接实，用木楔背紧背严。

5 过空巷掘支方案

空巷加固完成后，主斜井开始掘进。在距空巷5米处在原锚网支护完成后开始架设29U型钢棚穿越3#煤层空巷直至进入3#煤层底板垂深5米处

5.1 主斜井基岩段正常支护方式

（1）临时支护方式

采用单体柱进行临时支护。

（2）永久支护

采用锚网喷支护，锚杆采用Φ20×2000mm的左旋无纵筋螺纹钢锚杆，金属网采用直径为3.8mm的电焊网片，喷浆厚度为150mm，强度为C20。

5.2 特殊地段支护方式

穿越空巷期间采用短掘短支，锚网（索）加固顶板，片石混凝土充填两帮的方式向前掘进。在顶板岩石情况较好时，可在顶板及两肩处棚梁两侧各打两根锚杆，用卡缆固定悬吊棚梁，以防止棚架下沉。

（1）主斜井穿越空巷时，分为两段，一段为空巷在主斜井底部：长11米，从贯通点至.1#-2#联络巷中部（A点）；一段为空巷在主斜井顶部，长11米，从.1#-2#联络巷中部（A点）至2#空巷。

（2）空巷在主斜井底部时，主斜井右侧空巷采用料石水泥砂浆砌墙，砌墙位置距主斜井中线2.6米，与空巷顶板结实，后部空洞用矸石填实，并用水泥砂浆灌注。钢棚底部用料石垒砌基础，按主斜井掘进方向16°坡实际确定基础高度，主斜井底板以下空巷用矸石填实，人工夯实，用水泥砂浆浇灌至主斜井底板。（A-A、BB剖面图）

（3）空巷在主斜井顶部时，主斜井左侧空巷采用料石水泥砂浆砌墙，砌墙位置距主斜井中线2.4米，与空巷顶板结实，后部7米内顶板用锚网索支护，木垛接顶，木楔背严。主斜井顶部空巷采用锚网、索顶帮支护，锚网支护规格与主斜井锚网支护一样，空巷顶板增设补打锚索进行补强支护。（C-C、D-D剖面图）

（4）架设棚梁，棚梁上铺设水泥盖板，在棚梁水泥盖板上部用矸石充填，再支设木垛接顶，并用木楔背紧。

（5）主斜井穿过3#煤层2#空巷煤帮直至进入3#煤层底板垂深5米处间，在主斜井顶部补打锚索，加强支护。

6 技术分析

利用加固空巷、架棚、片石混泥土充填等方法穿越空巷，提高了斜井穿越空巷的施工进度，施工简单，但时间久了以后，木头腐烂，木垛支护未能起到原支护效果，加之空巷积水、有害气体等仍然存在隐患，仍需煤矿工作者对斜井穿越空巷的施工方法和相关技术进行不断研究、完善。

7 结束语

斜井掘进穿越空巷是斜井施工的一个重点，上孔煤业成功穿越3#煤层空巷，在施工期间未发生一起安全事故，为斜井穿越空巷施工积累了宝贵经验。