北阳庄矿11505进风巷改造工程设计及施工工艺
2022-06-09
摘 要：北阳庄矿位于河北省张家口市蔚县涌泉庄乡北阳庄村，设计生产能力180万吨/年。北阳庄矿西翼地质条件复杂，施工的时候采用了巷探及钻探结合方式。施工结束后，发现11503进风巷B11和B17点之间大部分均为岩巷，假如按原采面进行回采，回采时需要采大量矸石。为了能提高采面产量及煤质，决定重新改造巷道。
关键词：巷道改造；工程设计；贯通
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.078
1 工程概况
11503回风巷掘进450米之后开始拐弯掘进切眼，切眼长度180米，11503进风巷掘进到380米时，为了能实现与切眼准确贯通，采用了定方位、定角度的贯通方式贯通。11503进风巷掘进时，仅B11点和B17点之间（185米）就遇到两条正断层、两条逆断层，最大落差为10.5米，导致B11点和B17点之间有160米岩巷。 假如工作面按照原设计布置，回采时必须通过这160米矸石段，造成采煤机磨损严重，且降低产量及煤质。为了避免出现这种情况，决定重新改造巷道。根据地质条件分析，最终决定将11503、11505工作面重新设计，即将11503工作面进风巷作为11505工作面进风巷，之后重新掘进一条11503进风巷，同时将11503进风巷与切眼贯通点前后155米巷道重新按照11°上山掘进，找到煤层后沿着煤层顶板掘进。
新设计巷道工程量155米，即自B11点前14.253米以11°上山开始挑顶掘巷道，上坡段60米，之后找到煤层顶板，沿着煤层顶板掘进，工程量95米。
改造巷道成本较低，但是掘进较困难，存在一定风险。为了保证施工安全及工程进度，我单位经过详细研究决定在原巷道架棚子打设木垛加强支护。
2 前期准备工作
为了保证安全，计划采用如下施工工艺，首先在原巷道上架设U型棚，架设完棚子之后，在棚子下面打设木垛。
（1）U型棚规格及布置：采用25U4.6m的平顶拱棚子。棚距：900mm；（2）木垛规格及布置方式：木垛使用3米大板由底接顶，木垛中间及四周空隙处使用编制袋装矸石填实。木垛具体布置如下：1）从B11点外16.4米至B11点，打3米大板阶梯状木垛，一组紧靠一组，每组递增0.5米；2）从B11点至B12点以里2.5米区域，打3米大板木垛一组紧靠一组；3）从B12点以里2.5米至B12点以里15.5米区域，打3米大板木垛每隔5米一组；4）从B12点以里15.5米至B14点以里11.2米区域，打3米大板木垛每隔10米一组；5）从B14点以里11.2米至B15点以里7.6米区域，打3米大板木垛每隔5米一组；6）从 B15点以里7.6米至B16点外7.8米区域，打3米大板木垛一组紧靠一组；（3）通风系统：施工的时候在北翼皮带大巷安装风机，风筒经11503回风巷、11503切眼至11503原进风巷切眼两侧。为了保证11505进风巷施工，在北翼轨道大巷安装风机，风筒经北翼轨道大巷、轨皮联巷、北翼皮带大巷，至11505进风巷迎头。
3 施工方法
机掘至B11点前141.69m，停止机掘，改用放炮掘进，炮掘2排后，向下方巷道打探眼确定岩层厚度。确定岩层厚度以后，根据厚度情况确定炮眼深度，待炮眼深度确定后，放炮崩开底板填实下方巷道，填充物使用煤、矸、水泥，并注水充实，待填充物硬化后，掘进机通过，全断面贯通原巷道。
具体工艺，由于原巷道B11点前方21米的位置原为下山10°，现在改为上山11°掘进，最高的地方需要挑顶7.7米，但是掘进机最大爬坡角度为16°，最大截高为4.5米，为了能保证爬坡到设计位置，我们采用了分层施工法，即先按照掘进机最大爬坡能力，进行挑顶掘进至最高位置，将挑落的矸石垫至掘进机下，然后退回掘进机，再重新向前挑顶掘进，第二次掘进时按照11°坡度掘进至设计坡度。
为了保证施工安全，在第一次掘进的时候，对巷道两帮及顶板进行了加强支护，为了保证掘下的矸石能承受住掘进机的压力，采用了在矸石中搅拌水泥的方式，保证了掘进机的上山角度。
按照此施工方法，掘进机顺利按照11°上山进行了爬坡，找到煤层之后，沿着煤层顶板进行掘进，在即将贯通位置，即掘进至B11点前141.69m的时候，为了保证巷道能承受住掘进机的压力，我们采用了向底板打探眼的方式，在巷道层间距小于5米的时候，我们采用放炮往前掘进，用掘进机进行出矸。
贯通时放炮布置方式：首先放炮平掘，掘2米后，将掘进机后退，在迎头2米内底板打眼进行爆破，将巷道整体落下，填实下面的巷道，然后掘进机爬过去，继续下一个循环，直至巷道贯通。
4 支护形式
巷道在挑顶掘进时按照正常巷道支护设计支护，在断层处、托煤顶处及顶板破碎带打设锚索钢带加强支护。锚索双趟布置，距帮1.3米，间距2m，排距2m。锚索为直径15.24mm的高强度低松弛预应力钢绞线及配套锁具和托盘。钢带为4.4米W钢带。
5 施工时需注意的问题
（1）差10m贯通时，必须一排一循环，严格控制好空顶距，并使用好临时支护；（2）必须有领导在现场指挥，瓦斯检查员重点检查挑顶巷道迎头、贯通点处和11503切眼的瓦斯、风量及其它气体的含量；（3）掘进过程中使用好前探梁临时支护。认真检查顶板和两帮情况，坚持做好敲帮问顶工作，按先顶后帮，先上后下，先外后里的顺序进行敲帮问顶；（4）贯通后及时对巷帮进行支护，保证帮壁的完整性；（5）为了防止巷道漏风，在贯通点处混入水泥和氯化镁；（6）提前拆除贯通点风水管路和电缆，将贯通点处杂物移走；（7）完善排水系统，排水设施要紧跟迎头；（8）做好两条巷道的间距确认工作，地测科要每天测量挑顶巷道迎头标高，层间距小于安全值时要及时采取措施，巷道贯通前要加强两端支护。 本文由wWw.DyLw.NeT提供，第一论 文 网专业代写教育教学论文和论文代写以及发表论文服务，欢迎光临dYlw.nET
6 结论
（1）地质条件比较复杂时，采用巷探+钻探结合的方式，可以更加确切的探清楚煤层赋存情况；（2）采面布置时，不要一成不变的保持原设计，可以在地质条件明确的时候调整采面设计，以增加产量、提高煤质；（3）巷道层间距小于5米时，可以在下层巷道采取架设U型棚+打木垛联合加强支护的方式，其承载力能达到掘进机的重量。（此例掘进机重量80吨）；（4）巷道断面大时，掘进机爬坡能力不足、掘进机截高不能掘进巷道全断面时，可以采取分层掘进的施工方法，即先施工下部巷道，暂时先不出矸，掘进机通过堆积的矸石爬坡，整个巷道断面形成之后，再进行出矸。
关键词：巷道改造；工程设计；贯通
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.078
1 工程概况
11503回风巷掘进450米之后开始拐弯掘进切眼，切眼长度180米，11503进风巷掘进到380米时，为了能实现与切眼准确贯通，采用了定方位、定角度的贯通方式贯通。11503进风巷掘进时，仅B11点和B17点之间（185米）就遇到两条正断层、两条逆断层，最大落差为10.5米，导致B11点和B17点之间有160米岩巷。 假如工作面按照原设计布置，回采时必须通过这160米矸石段，造成采煤机磨损严重，且降低产量及煤质。为了避免出现这种情况，决定重新改造巷道。根据地质条件分析，最终决定将11503、11505工作面重新设计，即将11503工作面进风巷作为11505工作面进风巷，之后重新掘进一条11503进风巷，同时将11503进风巷与切眼贯通点前后155米巷道重新按照11°上山掘进，找到煤层后沿着煤层顶板掘进。
新设计巷道工程量155米，即自B11点前14.253米以11°上山开始挑顶掘巷道，上坡段60米，之后找到煤层顶板，沿着煤层顶板掘进，工程量95米。
改造巷道成本较低，但是掘进较困难，存在一定风险。为了保证施工安全及工程进度，我单位经过详细研究决定在原巷道架棚子打设木垛加强支护。
2 前期准备工作
为了保证安全，计划采用如下施工工艺，首先在原巷道上架设U型棚，架设完棚子之后，在棚子下面打设木垛。
（1）U型棚规格及布置：采用25U4.6m的平顶拱棚子。棚距：900mm；（2）木垛规格及布置方式：木垛使用3米大板由底接顶，木垛中间及四周空隙处使用编制袋装矸石填实。木垛具体布置如下：1）从B11点外16.4米至B11点，打3米大板阶梯状木垛，一组紧靠一组，每组递增0.5米；2）从B11点至B12点以里2.5米区域，打3米大板木垛一组紧靠一组；3）从B12点以里2.5米至B12点以里15.5米区域，打3米大板木垛每隔5米一组；4）从B12点以里15.5米至B14点以里11.2米区域，打3米大板木垛每隔10米一组；5）从B14点以里11.2米至B15点以里7.6米区域，打3米大板木垛每隔5米一组；6）从 B15点以里7.6米至B16点外7.8米区域，打3米大板木垛一组紧靠一组；（3）通风系统：施工的时候在北翼皮带大巷安装风机，风筒经11503回风巷、11503切眼至11503原进风巷切眼两侧。为了保证11505进风巷施工，在北翼轨道大巷安装风机，风筒经北翼轨道大巷、轨皮联巷、北翼皮带大巷，至11505进风巷迎头。
3 施工方法
机掘至B11点前141.69m，停止机掘，改用放炮掘进，炮掘2排后，向下方巷道打探眼确定岩层厚度。确定岩层厚度以后，根据厚度情况确定炮眼深度，待炮眼深度确定后，放炮崩开底板填实下方巷道，填充物使用煤、矸、水泥，并注水充实，待填充物硬化后，掘进机通过，全断面贯通原巷道。
具体工艺，由于原巷道B11点前方21米的位置原为下山10°，现在改为上山11°掘进，最高的地方需要挑顶7.7米，但是掘进机最大爬坡角度为16°，最大截高为4.5米，为了能保证爬坡到设计位置，我们采用了分层施工法，即先按照掘进机最大爬坡能力，进行挑顶掘进至最高位置，将挑落的矸石垫至掘进机下，然后退回掘进机，再重新向前挑顶掘进，第二次掘进时按照11°坡度掘进至设计坡度。
为了保证施工安全，在第一次掘进的时候，对巷道两帮及顶板进行了加强支护，为了保证掘下的矸石能承受住掘进机的压力，采用了在矸石中搅拌水泥的方式，保证了掘进机的上山角度。
按照此施工方法，掘进机顺利按照11°上山进行了爬坡，找到煤层之后，沿着煤层顶板进行掘进，在即将贯通位置，即掘进至B11点前141.69m的时候，为了保证巷道能承受住掘进机的压力，我们采用了向底板打探眼的方式，在巷道层间距小于5米的时候，我们采用放炮往前掘进，用掘进机进行出矸。
贯通时放炮布置方式：首先放炮平掘，掘2米后，将掘进机后退，在迎头2米内底板打眼进行爆破，将巷道整体落下，填实下面的巷道，然后掘进机爬过去，继续下一个循环，直至巷道贯通。
4 支护形式
巷道在挑顶掘进时按照正常巷道支护设计支护，在断层处、托煤顶处及顶板破碎带打设锚索钢带加强支护。锚索双趟布置，距帮1.3米，间距2m，排距2m。锚索为直径15.24mm的高强度低松弛预应力钢绞线及配套锁具和托盘。钢带为4.4米W钢带。
5 施工时需注意的问题
（1）差10m贯通时，必须一排一循环，严格控制好空顶距，并使用好临时支护；（2）必须有领导在现场指挥，瓦斯检查员重点检查挑顶巷道迎头、贯通点处和11503切眼的瓦斯、风量及其它气体的含量；（3）掘进过程中使用好前探梁临时支护。认真检查顶板和两帮情况，坚持做好敲帮问顶工作，按先顶后帮，先上后下，先外后里的顺序进行敲帮问顶；（4）贯通后及时对巷帮进行支护，保证帮壁的完整性；（5）为了防止巷道漏风，在贯通点处混入水泥和氯化镁；（6）提前拆除贯通点风水管路和电缆，将贯通点处杂物移走；（7）完善排水系统，排水设施要紧跟迎头；（8）做好两条巷道的间距确认工作，地测科要每天测量挑顶巷道迎头标高，层间距小于安全值时要及时采取措施，巷道贯通前要加强两端支护。 本文由wWw.DyLw.NeT提供，第一论 文 网专业代写教育教学论文和论文代写以及发表论文服务，欢迎光临dYlw.nET
6 结论
（1）地质条件比较复杂时，采用巷探+钻探结合的方式，可以更加确切的探清楚煤层赋存情况；（2）采面布置时，不要一成不变的保持原设计，可以在地质条件明确的时候调整采面设计，以增加产量、提高煤质；（3）巷道层间距小于5米时，可以在下层巷道采取架设U型棚+打木垛联合加强支护的方式，其承载力能达到掘进机的重量。（此例掘进机重量80吨）；（4）巷道断面大时，掘进机爬坡能力不足、掘进机截高不能掘进巷道全断面时，可以采取分层掘进的施工方法，即先施工下部巷道，暂时先不出矸，掘进机通过堆积的矸石爬坡，整个巷道断面形成之后，再进行出矸。