刘华举
淮河能源控股集团煤业公司顾桥煤矿,安徽淮南 232001
摘要:大坡度岩巷施工,作业难度大、安全系数低、施工条件差,安全隐患多等。如何降低施工风险、保障施工安全、改善作业环境,成为检验一个队伍管理水平和操作水平的试金石。本文论述了煤矿掘进大倾角巷道施工中的难点和重点,提出了安全技术管理和具体施工中的注意事项。
关键词:大坡度岩巷;施工技术;安全措施
煤矿大倾角上山施工一直是掘进施工过程中的安全管理的难点,特别是顶板管理、大倾角上山迎头防片帮管理、行人、斜巷运料安全、溜矸道管理等各个环节,若施工中采取的措施不完善,将会造成重大安全事故,同时严重制约了巷道掘进的速度。下面以某矿大倾角轨道上山施工为例,谈谈施工中的安全施工过程控制与管理。
1概况
某矿运输斜巷巷道设计坡度为25°、长度320m,是矿井一翼辅助水平的运输大巷。断面形式为半圆拱断面,巷道净宽5.2米,净高4.2米。围岩以中粗砂岩和砂砾岩为主,层厚在0.5m~3.0m之间,倾角10°~25°,完整性较好,局部段落有滴状裂隙水。设计支护方式为锚网喷支护,锚杆采用φ20mm×L2600mm等强螺纹锚杆,间排距0.8m×0.8m;钢筋网采用φ6mm盘圆加工,网眼尺寸为120mm×120mm;喷砼强度等级为C20,100mm厚。 大坡度的长巷道施工与平巷施工相比,在掘进、支护、运输等各方面均存在较大差异,通过不断的探讨与现场验证,得出了相对合理的安全施工技术措施。
2 大倾角岩巷上山施工特点
大倾角上山掘进排矸容易,掘进工作面不会有积水;打眼、支护、喷浆等工序操作困难,顶板管理、物料运输困难,人员上下不方便。
3 主要施工技术
3.1掘进
由于本巷道坡度达25°,且围岩以岩质较硬的砂岩和砂砾岩为主,目前几乎没有相应的煤矿掘进机可供本巷道掘进施工选用,因此本巷道施工采取传统的炮掘方式。又因25°坡度巷道爆破后,迎头堆矸较少,炮掘常用的蹬碴作业方式已不具备相关条件,因而施工时必需搭设操作平台进行巷道上部作业。操作平台的搭设方法是多种多样的,但在保证平台稳定、牢固的同时,必需以轻便、安装和拆缷方便为原则。
采用炮掘的大坡度的长巷道上山施工时,除严格按照煤矿井下爆破的相关规定执行外,还应注意以下几方面:①采取直眼掏槽并尽量降低掏槽眼位。在可能的情况下,掏槽眼坡度可比巷道坡度适当偏小,这样可减小爆破时矸石被抛掷的距离。②搭设操作平台施工时,严禁平台上下同时作业。③碛头上半部要适当超前,必须杜绝出现伞檐。④放炮点可以设在斜坡上的躲避硐内,但躲避硐口必须设置一定高度的挡矸设施,防止飞石滚矸进入躲避硐内危及放炮员安全。⑤放炮前不仅要保护好线缆设备,还必须确保斜巷及斜巷正前方一定范围内(以50米为宜)不得有人员行走和停留。
3.2 防止片帮
巷道掘进后,迎头顶板面临空,若支护不当,这种岩石块体便可能坠落,但在坠落前其征兆并不明显,致使施工和安全生产受到影响。对此,主要采取的措施如下: 1)在爆破后及锚杆施工过程中要及时对巷道顶板进行严格的敲帮问顶。2)迎头进行敲帮问顶时,如发现顶板出现裂隙或声音异常,在使用打顶工具找不掉的情况下,必须在顶板出现裂隙或声音异常的地段打设液压单体作为临时支护,并及时进行永久支护。3)临时支护形式:带帽点柱临时支护。
4)及时把临时支护材料运到迎头、均匀布置在空顶区域内升上劲,液压单体间距1600mm,第一排单体距永久支护距离为600mm,第二排单体距第一排单体距离为600mm,用单体把网抵在顶板下,然后再打顶板锚杆,顶板锚杆打装完成后,方准去掉临时支护。5)巷道两帮底角锚杆要尽量固定在底板岩层中,上帮顶部的锚杆要尽量固定在顶板岩层中。
3.3溜矸道管理
1)使用溜矸道出货时,溜矸道与人行道分开,溜矸道实行封闭式管理。沿巷道上山方向打设一排木点柱并钉上木挡板,溜矸道木挡板1m,挡板上方使用特殊加工的钢筋网(规格=50×50mm,以防止小块矸石飞落伤人)总高度不得低于2m。2)在溜矸道下口弯转载处及向上5m范围内要使用点柱大板打设2m高的挡板,以防矸石窜出伤人。3)在溜矸道下口向上5m处安设一道闸矸板,向上每隔20m安设一道闸矸板。在不出货时,所有闸矸板要始终保持常闭状态。4)使用溜矸道进行出货时,上、下口必须使用可靠的信号联系,同时在下口必须安设警戒人员,在出货时,严禁人员上下,溜矸道下口严禁停留并经过任何人员。5)使用溜矸道进行出货时,溜矸道内严禁放空,在溜矸道内每隔50m要设一道挡矸阀,进行出货时,挡矸阀打开,不出货时挡矸阀严禁打开。
3.4防滚矸措施
加高耙岩机八字口,可采用角钢、木板加工成活动的,便于移耙岩机时拆缷;耙岩机中、尾槽内严禁有存矸;在耙岩机后10米范围内挖两条1米深、0.6米宽、横跨全巷道的防滚矸沟;耙岩机后每20米设一道0.3米高的挡矸板,与巷帮呈70°,要能挡住矿车运行范围以外的巷道底板出现的小块滚矸;耙岩机后的挡车门2米高范围内作成网状全巷道封闭,网眼100mm*100mm,除矿车和人员通过时开启外必须处于常闭状态。
3.5其它安全措施
由于工作平台空间小,一般使用短腿风锤,钎子长度1500~2000mm,布置楔形掏槽眼,多打眼、少装药,打眼深度不易超过1800mm,每炮掘进进尺达到1500mm即可。上部眼比下部眼深0.5~1.0米,炮后形成“前倾面”,减轻迎头掉矸对施工人员的伤害。
上山中间位置掘一个躲避硐,用来存放施工机具、支护材料及人员上下停留的“安全岛”;在迎头使用的安全点柱、风锤必须有留绳;施工期间,严禁人员上下。
大倾角巷道,迎头积矸浮石极易滚落伤人,炮后人员进入工作面前,必须由有经验的人员站在安全地点,用长柄工具找尽巷道顶板、两帮及山墙处的悬矸、活矸;并将斜巷内易滚动的浮矸、杂物清理干净后,其他施工人员才可进入斜巷内。
4 结束语
大坡度的长巷道上山掘进在施工中虽然少,其施工难度大,安全管理也比较复杂,我们在斜巷施工过程中针对出现的问题进行不断探索和改进技术措施,保证了工程的施工质量和施工安全。对相较于平巷和下山施工比较特殊的措施,进行简单的总结,希望能为广大同行起到参考的作用。
参考文献:
1.李风春.大倾角巷道上山施工实践.中国新技术新产,2011年第5期
[2]刘宇翔.大坡度巷道岩巷作业线快速掘进施工技术[J].能源与节能,2017(05):148-149.
[3]王峰.特大坡度岩巷的施工实践[J].煤,2015,24(11):27-28.
[4]董杰.大坡度岩巷快速掘进技术实践[J].中州煤炭,2012(02):63-64.
[5]田全贵,赵建军,王金芳,周长友.岩巷大坡度掘进技术探讨[J].河北煤炭,2002(03):22-23.