翟靈俊

(山西汾西礦業(yè)集團水峪煤業(yè)，山西 孝義 032303)

引 言

隨著綜采機械化的不斷發(fā)展，對掘進工作面的掘進效率提出了較高的要求。綜掘機械化程度固然是我們不斷追求的方向，但是地質(zhì)變化和一些人為的破壞，如小窯采空區(qū)，也很大程度上成為制約掘進效率的重要因素。通過實踐，在小窯破壞區(qū)下合理有效地施工探巷，可以大大提高掘進效率。

1 小煤窯破壞區(qū)范圍及特點

在煤礦事故中，如何有效地解決五大災(zāi)害，一直是我們需要解決的問題。尤其是屢次發(fā)生的老空水水災(zāi)事故。在煤炭行業(yè)發(fā)展過程中存在許多小窯破壞區(qū)，小煤窯越層越界開采嚴重，無序無規(guī)劃開采現(xiàn)象突出，破壞范圍大，對綜合機械化安全采掘作業(yè)造成了很大的影響。尤其是小煤窯掘進施工中產(chǎn)生的廢水，從不外排，通過轉(zhuǎn)移積水點的方式處理礦井水，而且小窯井筒封閉不嚴，經(jīng)常有淋水的現(xiàn)象，所以小窯破壞區(qū)內(nèi)老空積水量較大。掘進過程中小煤窯內(nèi)的一些不確定因素成為制約掘進效率的最主要和突出的因素[1]。

2 在小窯破壞區(qū)中掘進時采取探放水措施

掘進過程中，應(yīng)堅決執(zhí)行“有掘必探，現(xiàn)探后掘”的探放水原則，嚴格按照探放水設(shè)計進行鉆探，利用長、短探相結(jié)合的鉆探方法及物探手段對工作面進行聯(lián)合探測。

表1是在汾孝礦區(qū)中按照《煤礦安全規(guī)程》第三百七十一條規(guī)定及《山西省煤礦安全質(zhì)量標準化》等相關(guān)規(guī)定，結(jié)合已揭露小煤窯破壞區(qū)(主要破壞9#煤)的實際情況而制訂的探放水設(shè)計方案。

表1 巷道斷面特征

巷道掘進方位：270°方位。

2.1 長探

工作面設(shè)計3個鉆孔，超前距保留30 m。見表2及第172頁圖1。

表2 長探設(shè)計

2.2 短探

工作面設(shè)計3個短探鉆孔，終孔間距保持4.5 m,超前距為4 m。見第172頁表3和圖2。

2.3 施工時間方面

長探作業(yè)時，根據(jù)現(xiàn)有煤礦鉆探設(shè)備，完成1次鉆探需要2個班組，從合套鉆機到完成鉆探、拆卸完鉆機需要近10 h。探放水作業(yè)時，如果探測到積水

表3 短探設(shè)計

圖1 長探設(shè)計

圖2 短探設(shè)計

點，按照《煤礦安全規(guī)程》要求工作面需要停掘，確定探水線，排除水患后方可掘進，這將極大地影響工作面掘進效率。

3 施工探巷前后掘進效率

在實踐中通過施工探巷可以安全有效地解決小窯破壞區(qū)對掘進效率的影響。以汾孝礦區(qū)水峪煤礦施工探巷的情況為例：

施工探巷的方法：首先用錨桿機進行短探，短探鉆孔與小窯貫通后，確定上方小窯破壞區(qū)與正巷頂板的層間距及施工探巷的方位。經(jīng)確定，層間距為6 m。施工探巷采用炮掘作業(yè)，按方位角開口后，探巷以25°上山掘進，高差剩余2 m，與小窯貫通時可以垂直打眼于小窯貫通。

煤層柱狀圖見圖3。

探巷斷面規(guī)格：梯形，上凈寬2.1 m,上掘?qū)?.5 m,下凈寬2.7 m，下掘?qū)?.1 m，凈高2.5 m,掘高2.7 m。

施工前，必須給定巷道中腰線，嚴格按照中腰線施工。

掘進方式：炮掘。施工時采用2臺YT-28型風鉆打眼，人工攉煤至巷道內(nèi)，通過原有機具進行出煤矸。由于探巷施工時巷道坡度大，巷道采用炮掘作業(yè)時開炮后絕大部分煤矸已散落在巷道內(nèi)，所以人工攉煤矸量很少[2]。

圖3 煤層柱狀圖

支護方式簡介：探巷開口處3 m范圍內(nèi)采用錨網(wǎng)支護，之后采用凈口為2.1 m的29#U型鋼架棚支護。

巷道平面布置圖見圖4。

圖4 八采輔助皮帶巷探巷平面布置圖

巷道掘進工程量計算公式為式(1)。

L=[(ΔH1-ΔH2)/sina]+ΔH2

(1)

式中：L為所掘巷道工程量，m；ΔH1為正巷巷道頂板與小窯巷道底板的層間距，取6 m；ΔH2為垂直打眼開炮的長度,取2 m；a為施工巷道的坡度，取25°。

經(jīng)計算，L為11 m。

每班掘進2個循環(huán)，每個循環(huán)1.5 m，共用4個班組。

工作面勞動組織采用“四六”制作業(yè)，故施工探巷影響一天。

施工探巷后經(jīng)過巷探，查明了前方積水情況，排除了水患，掘進中不需用鉆機進行長、短探。以汾孝礦區(qū)水峪煤礦八采輔助皮帶巷為例，同一工作面施工探巷前后掘進效率的比較見第173頁表4。

表4 施工探巷前后掘進效率比較

月掘進效率提高值為式(2)。

Qx=[q8-q7]/q7

(2)

式中：QX為月掘進效率提高值；q7為7月份機電設(shè)備影響折算后掘進進尺，取192 m；Q8為8月份機電設(shè)備影響折算后掘進進尺，取275 m。經(jīng)計算，掘進效率提高值為43%。

4 施工探巷前后單位排水量

在實際掘進過程中工作面探放水作業(yè)時發(fā)現(xiàn)老空水后，先確定探水線，在老空水周圍打鉆放水，由于工作面排水能力是一定的，所以制約了工作面對老空水的放水量。此時，如在探水線外及時尋找位置施工探巷，查明老空水積水情況，從探巷內(nèi)引入排水設(shè)備，將大大加快老空水的排水速度，從而提高掘進效率。

以八采輔助皮帶巷施工探巷前后單位排水量的變化為例：工作面正常鉆探時發(fā)現(xiàn)老空水，確定探水線后進行打鉆放水，考慮到巷道向前掘進時頂板的支護問題，施工了5個鉆孔進行放水，每個鉆孔的出水量為10 m3/h,工作面共計出水量為50 m3/h，工作面鋪設(shè)2趟4寸排水管。工作面配備有2臺37 kW的水泵，實際排水能力為100 m3/h。施工探巷后，在小窯內(nèi)配備2臺7.5 kW的水泵，接消防軟管，進行移動排水，排水能力為40 m3/h，將水排至八采輔助皮帶巷掌頭排水點，通過2臺37 kW的水泵將水排出。

單位小時排水量提高值為式(3)。

Qt=[q2-q1]/q1

(3)

式中：Qt為單位小時排水量提高值；q1為施工探巷前工作面排水量，取50 m3/h；q2為施工探巷后工作面排水量，取90 m3/h。經(jīng)計算單位小時排水量提高值為80%。

5 結(jié)束語

在實際掘進過程中，施工探巷不僅能有效直觀地發(fā)現(xiàn)巷道前方水患情況，提前解除水患，而且可以提前發(fā)現(xiàn)地質(zhì)變化，為巷道過地質(zhì)變化，提前做好施工前的準備工作，從而安全有效地提高掘進效率。

參考文獻：

[1] 梁新成.煤礦安全法律法規(guī)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2011:70-76.

[2] 郗寶華.煤礦地質(zhì)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2011：114-123.