沿巷掘进技术在优化沿空机巷运煤系统的实践

杨敬峰，郭田仁，孙 勇

沿巷掘进是紧贴原来老巷道掘进的一种施工方法，是矿井绿色开采的重要组成部分;砌瓦石墙加固法是采用加工好的瓦石块配合黄沙、水泥砌至顶板对现有巷道进行加固的一种方法;打木垛加固法是采用半圆木上下压花，接至顶板对巷道进行加固的一种方法。

1 6121沿空机巷概况

皖北煤电集团百善煤矿6121沿空机巷位于12采区东部，其西部为6122采空区，东部为6121设计综采工作面，长度850 m，连接6121切眼和12采区集运巷，是6121设计综采工作面的运煤通道。

2 问题的提出

6121综采工作面原设计运煤系统利用6122工作面的原有巷道。方案设计为：6121切眼→6121沿空机巷→6121机巷绕道→6122风巷→12采区集运巷。

该方案需铺设1台皮带机和2台刮板输送机，需1名皮带机司机和2名刮板机司机，占用人员和设备均比较多，且系统比较复杂(见图1)。

图1 6121综采工作面原设计运煤系统图

为了优化6121设计综采面运煤系统，减少机电设备和人员配置，该矿决定对以上方案进行改进。新设计方案为：6121沿空机巷→12采区集运巷，让6121沿空机巷与12采区轨道巷贯通(见图2)。

图2 6121综采工作面新设计运煤系统

新方案只需要1台皮带机和1名皮带机司机，人员和设备均较少，系统简单，但是新方案需采用沿巷掘进技术对6121沿空机巷进行取直，紧贴6122风巷和6122拆除硐室施工，使其贯通12采区集运巷，为此，需要先采取措施对该段巷道进行加固。经研究分析，决定采取砌瓦石墙、打木垛加固法对其进行有效加固。

3 实施过程

3.1 施工顺序

首先打6121机巷绕道贯通6122风巷处两侧的木垛，然后对拆除硐室进行打连体木垛;最后对6122风巷口的巷道进行砌瓦石垛(见图3)。

图3 6122风巷砌墙、打木垛平面示意图

3.2 施工方法

首先对6122拆除硐室末端14 m风巷打木垛加固;然后对拆除硐室进行并排打4个连体木垛;最后将6122风巷口18 m巷道，砌5个瓦石垛，瓦石垛间距4 m，瓦石垛长 ×宽 ×高 =900 mm×900 mm×2 500 mm;每个瓦石垛上方并排铺3根长4 m的工字钢梁，见图4。

图4 6122风巷砌墙、打木垛剖面示意图

4 施工注意事项

1)施工时应拉线按垂线和水平线施工。

2)砌墙时，墙基要挖到实底，墙基最下面一层要铺1 200 mm×1 200 mm见方的瓦石垛基础。

3)每个瓦石垛上部并排铺3根长4.0 m的工字钢梁，钢梁两端搭接不小于400 mm，工字钢梁铺设成直线，间距均匀，钢梁必须严格接顶。

4)瓦石墙的每一层砂浆都要铺设均匀。

5)钩缝时灰沙配合比为1∶2.5，水泥用425#普通硅盐水泥，黄沙为中粗砂。

6)砌筑的瓦石垛严禁歪斜，垂直缝错开，灰缝均匀饱满，瓦石不平用石片楔紧，无干瞎缝，严禁干垒。

7)瓦石每一层压茬缝隙要错开。

8)瓦石墙砌达到高度后，顶部铺设的钢梁应与棚梁牢固接触，末接触部分要用木楔背实。

9)一次砌墙高度不超过900 mm(需砌3次达施工高度)，需要下次砌墙时，要等砂浆凝固24 h以上。

10)打木垛时，首先挖到实底，使用的半圆木两头粗细相当、直径要均匀，要求半圆木“#”字型排列，十字压花上下一致，接到顶梁，4个角用木楔背实。

11)因拆除硐室高度达4.0 m，在打木垛时可用直径2英寸的铁管和杠杆进行搭脚手架，确保施工人员的安全。脚手架搭接方法：首先在木垛对侧竖直埋2根铁管，然后将2根杠杆一端插在木垛里，另一端分别水平绑在竖立的铁管上，在杠杆上并排铺2块板，搭接第一层脚手架。当第一层高度不够，不能保证继续接木垛时再架设下一层，每层1.2 m高。

5 结论

1)从该段巷道掘进施工完成到6121综采工作面回采结束的8个月内，砌墙、打木垛加固段巷道支护完好，对另外一侧的6121沿空机巷机头段无影响。

2)原设计方案在6121综采工作面开采时每班至少需要1名皮带机司机和2名链板机司机，而采用新设计方案后，每班只需安排1位皮带机司机作业。每班可节省2人，每天可节省6人次，每月节省人员的资金：3 000×6=1.8万元。该工作面实际回采期为8个月，节支总额=1.8×8=14.4万元(不包括2台链板机的材料租赁费用和2台链板机的用电费用)。

3)新设计方案为安全高效运煤提供了技术保障，优化了运煤系统，提高了运输效率，减少了机电设备和操作人员，为6121综采工作面顺利回采奠定了安全生产基础，可为同等条件下系统优化提供借鉴。