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【摘 要】 分析了1212（3）下分层工作面概况及影响施工的因素，介绍下分层工作面实现安全快速的施工方法和技术经验，对下分层掘进施工有一定的借鉴和指导意义。
【关键词】 下分层；快速掘进；施工工艺
一、概述
潘北矿是淮南矿业集团实施“建大矿，办大电”以来建设的矿井，年设计能力240万吨。潘北矿1212（3）工作面采用分层开采，铺设底网，上层已于2010年3月底开采完毕，1212（3）底区工作面东起-490西翼采区石门，西至西辅4线附近，南至-400等高线，北至-490等高线。该工作面东侧为工业广场煤柱，下顺槽从-490m西翼胶带机大巷拨门；上顺槽从-410～-490m回风下山拨门。掘进区段煤层的赋存比较稳定，结构复杂，产状为20～43°∠40°，13-1煤在九西线到十东线之间为1212（3）底分层，煤厚3m；十东线与西辅4线之间为1212（3）里段，煤厚4.6m。该工作面13-1煤层夹矸薄，厚度0.3m左右，为炭质泥岩，宏观煤岩类型属于半亮型煤。
二、影响单进的因素
潘北矿1212（3）底区工作面地质应力情况复杂，地压大。煤层埋藏较深，由于受埋藏深度的影响，矿井的原岩应力比较大，尤其是断层、上分层切眼及收作线附近，矿压显现比较明显；煤层上方形成的人工假顶粘结性差、易破碎，顶板板管理难度大，给巷道的施工和支护带来很多困难。
其次由于开采煤层是13-1煤，具有自然发火性，自燃等级为不自燃～很容易，自然发火期3～6个月。自燃发火给安全带来了不安全的隐患，在下分层施工过程中，必须把防止煤层自燃发火作为重中之重的工作来自抓。
另外该巷道水文地质条件较复杂，主要充水因素有顶板砂岩裂隙水、钻孔水、老塘水和断层水。预计最大涌水量20m3/h，正常涌水量3m3/h。
以上三种是影响1212（3）底区工作面掘进的两个关键因素，因此如何解决以上两个问题是提高速掘进速度的关键因素。
三、施工工艺
3.1施工方法
采用综掘机掘进，一次成巷的施工方法，即采用综掘机落煤、装煤，链板机、皮带机联合出货，人工架棚进行永久支护，人工清理成巷；当不能采用综掘时，则采用爆破落煤，人工装煤。
3.2工艺流程
架棚支护工艺流程：
交接班，安全检查（顶帮、瓦斯、工程质量、工具设备等）→延输送机，运料→打炮眼→装药，放炮，验炮→敲帮问顶→进行临时支护→架棚梁，铺网，上拉条，背顶→出煤矸→挖柱窝，栽棚腿，安装卡缆，腰帮→完善工程质量并整理工具。
综掘架棚支护工艺流程：
交接班，安全检查（顶帮、瓦斯、工程质量、工具设备等）→延输送机，运料→综掘机掘进→敲帮问顶→临时支护→架棚梁，铺网，上拉条，背顶→挖柱窝，栽棚腿，上卡缆，腰帮→完善工程质量并整理工具。
3.3循环作业方式
架棚支护：最大控顶距1.8m，最小控顶距0.2m；最大循环进尺1.6m，最小循环进尺0.8m。
3.4综掘机切割方法
（1）顶板不好时，为防止煤体片落造成瞬间瓦斯超限，应由巷道顶板向底板切割，但切割前必须底板进行切割清理，防止铲板下部堆积煤矸，影响卧底；顶板较好时，采取由巷道底板向巷道顶板切割的方式。
（2）顶板破碎易掉顶时一个循环进尺1棚；顶板完整稳定时，一个循环进尺2棚。
（3）班前综掘机司机应认真对照当月地质预报等资料学习掌握掘进断面的煤岩分布及其层理结构情况，切割时应根据巷道围岩的变化、煤岩分布情况及破碎难易程度等合理选择切割起始点。
四、采取措施
1、巷道支护方式
在掘进期间，我们根据下分层巷道压力情况，科学施策，采用U型钢棚支护，断层、上分层切眼及收作线附近采用缩小棚距（600mm）施工，有效的提高了支护强度。顶部同时采用Φ60mm的塘材棍配合10#菱形金属网支护，并且金属网的搭接长度为100mm，并且用14#扎丝每200mm双股设一道扎丝，棚子的支护强度基本满足了矿压的需求，同时提高了架棚的速度。通过这几个月施工的情况来看，巷道支护情况良好，并且棚子没有出现变形现象，支护基本满足支护强度的需求。
2、顶板管理
由于1212（3）下分层上风巷开始掘进，距离顶区工作面收作时间短，顶板为人工再生假顶，胶结性差，易抽冒；施工时只能跟人工假顶施工，最大破顶控制在500mm以内（假顶以上1m以内粘结性较好）；过顶区收作线时，提前设计好坡度预留顶煤施工，确保进入底分层跟人工假顶施工；施工时坚持一掘一架，综掘机切割时采取自上而下的截割方式；施工时若遇顶板破碎，必须使用超前锚杆或撞楔控制顶板，避免顶板矸石的跨落；截割顺序自上而下，先挂梁背顶，然后截割下部及腿窝，减少了空顶时间较长，顶板岩石的跨落给施工带来的不利影响；采取了上述措施从而有效的控制了顶板，遏制了冒顶事故，提高了施工效率。
3、防火及瓦斯管理
（1）底区掘进巷道为了防止煤层自燃发火，需要巷道全断面喷浆，部分巷道要求注浆，随着巷道的不断推进，运输难度不断增大。我们通过认真分析，对施工工序进行了调整，实现了喷浆、注浆及进尺平行作业，提高了施工效率。
具体方案：
①利用底皮带打运实现“流水线”式运料，不仅节省了人力，提高了运输效率，同时做到便捷安全运料；
②巷道喷浆紧跟迎头不滞后。采取中班、夜班进尺，早班喷浆的施工模式，减少了喷浆时对管线的保护的工作量，进而提高了喷浆效率。
③喷浆时做到“三不漏”（不漏网、不漏棍、不漏风）一次成型，减少了翻工工作量。
（2）根据施工时经验，在上分层收作线及切眼处瓦斯涌出异常，故在过收作线及切眼时需注意提前5m打释放孔。
4、防治水措施
（1）对于砂岩裂隙水及钻孔水，施工时加强出水情况观察。
（2）对1212（3）老空水必须采取专项探放措施。
（3）在施工至距離WF1断层及WF2断层法距20m时打钻探清该断层的产状及含水情况，保证安全施工。
（4）在下山掘进时，排水泵必须紧跟迎头，确保积水及时排出，防止影响生产。
五、效果分析
1212（3）下分层工作面上风巷断面规格为5.0×3.7m，采用U型棚支护，实现全程喷注浆，从20113年7月～2013年11月，共计掘进540m，未发生一起发火事故，保障了矿井正常接替和为其它底区工作面大断面安全快速掘进提供了经验，具有一定的经济和技术价值。
六、结束语
1212（3）下分层工作面开始掘进，距离顶区工作面收作时间短，顶板为人工再生假顶，粘结性差，易抽冒。通过选择合理棚档间距，加强超前支护，同时根据顶板破碎情况，合理选择综掘切割顺序，实现了底区工作面安全快速掘进，综合单进达150m以上；通过确定合理步距，合理安排工序，实现了掘进、喷浆及注浆平行作业，避免了下分层工作面发火危险；实现了下分层工作面综掘施工中在再生顶板胶结性差情况下快速掘进，未发生一起抽冒事故，并取得了较好的效益。
作者简介：吴怀磊（1983—），男，安徽淮南人，助理工程师，2005年7月淮南职业技术学院毕业，现在安徽淮南矿业集团潘北矿掘进一队工作。
【关键词】 下分层；快速掘进；施工工艺
一、概述
潘北矿是淮南矿业集团实施“建大矿，办大电”以来建设的矿井，年设计能力240万吨。潘北矿1212（3）工作面采用分层开采，铺设底网，上层已于2010年3月底开采完毕，1212（3）底区工作面东起-490西翼采区石门，西至西辅4线附近，南至-400等高线，北至-490等高线。该工作面东侧为工业广场煤柱，下顺槽从-490m西翼胶带机大巷拨门；上顺槽从-410～-490m回风下山拨门。掘进区段煤层的赋存比较稳定，结构复杂，产状为20～43°∠40°，13-1煤在九西线到十东线之间为1212（3）底分层，煤厚3m；十东线与西辅4线之间为1212（3）里段，煤厚4.6m。该工作面13-1煤层夹矸薄，厚度0.3m左右，为炭质泥岩，宏观煤岩类型属于半亮型煤。
二、影响单进的因素
潘北矿1212（3）底区工作面地质应力情况复杂，地压大。煤层埋藏较深，由于受埋藏深度的影响，矿井的原岩应力比较大，尤其是断层、上分层切眼及收作线附近，矿压显现比较明显；煤层上方形成的人工假顶粘结性差、易破碎，顶板板管理难度大，给巷道的施工和支护带来很多困难。
其次由于开采煤层是13-1煤，具有自然发火性，自燃等级为不自燃～很容易，自然发火期3～6个月。自燃发火给安全带来了不安全的隐患，在下分层施工过程中，必须把防止煤层自燃发火作为重中之重的工作来自抓。
另外该巷道水文地质条件较复杂，主要充水因素有顶板砂岩裂隙水、钻孔水、老塘水和断层水。预计最大涌水量20m3/h，正常涌水量3m3/h。
以上三种是影响1212（3）底区工作面掘进的两个关键因素，因此如何解决以上两个问题是提高速掘进速度的关键因素。
三、施工工艺
3.1施工方法
采用综掘机掘进，一次成巷的施工方法，即采用综掘机落煤、装煤，链板机、皮带机联合出货，人工架棚进行永久支护，人工清理成巷；当不能采用综掘时，则采用爆破落煤，人工装煤。
3.2工艺流程
架棚支护工艺流程：
交接班，安全检查（顶帮、瓦斯、工程质量、工具设备等）→延输送机，运料→打炮眼→装药，放炮，验炮→敲帮问顶→进行临时支护→架棚梁，铺网，上拉条，背顶→出煤矸→挖柱窝，栽棚腿，安装卡缆，腰帮→完善工程质量并整理工具。
综掘架棚支护工艺流程：
交接班，安全检查（顶帮、瓦斯、工程质量、工具设备等）→延输送机，运料→综掘机掘进→敲帮问顶→临时支护→架棚梁，铺网，上拉条，背顶→挖柱窝，栽棚腿，上卡缆，腰帮→完善工程质量并整理工具。
3.3循环作业方式
架棚支护：最大控顶距1.8m，最小控顶距0.2m；最大循环进尺1.6m，最小循环进尺0.8m。
3.4综掘机切割方法
（1）顶板不好时，为防止煤体片落造成瞬间瓦斯超限，应由巷道顶板向底板切割，但切割前必须底板进行切割清理，防止铲板下部堆积煤矸，影响卧底；顶板较好时，采取由巷道底板向巷道顶板切割的方式。
（2）顶板破碎易掉顶时一个循环进尺1棚；顶板完整稳定时，一个循环进尺2棚。
（3）班前综掘机司机应认真对照当月地质预报等资料学习掌握掘进断面的煤岩分布及其层理结构情况，切割时应根据巷道围岩的变化、煤岩分布情况及破碎难易程度等合理选择切割起始点。
四、采取措施
1、巷道支护方式
在掘进期间，我们根据下分层巷道压力情况，科学施策，采用U型钢棚支护，断层、上分层切眼及收作线附近采用缩小棚距（600mm）施工，有效的提高了支护强度。顶部同时采用Φ60mm的塘材棍配合10#菱形金属网支护，并且金属网的搭接长度为100mm，并且用14#扎丝每200mm双股设一道扎丝，棚子的支护强度基本满足了矿压的需求，同时提高了架棚的速度。通过这几个月施工的情况来看，巷道支护情况良好，并且棚子没有出现变形现象，支护基本满足支护强度的需求。
2、顶板管理
由于1212（3）下分层上风巷开始掘进，距离顶区工作面收作时间短，顶板为人工再生假顶，胶结性差，易抽冒；施工时只能跟人工假顶施工，最大破顶控制在500mm以内（假顶以上1m以内粘结性较好）；过顶区收作线时，提前设计好坡度预留顶煤施工，确保进入底分层跟人工假顶施工；施工时坚持一掘一架，综掘机切割时采取自上而下的截割方式；施工时若遇顶板破碎，必须使用超前锚杆或撞楔控制顶板，避免顶板矸石的跨落；截割顺序自上而下，先挂梁背顶，然后截割下部及腿窝，减少了空顶时间较长，顶板岩石的跨落给施工带来的不利影响；采取了上述措施从而有效的控制了顶板，遏制了冒顶事故，提高了施工效率。
3、防火及瓦斯管理
（1）底区掘进巷道为了防止煤层自燃发火，需要巷道全断面喷浆，部分巷道要求注浆，随着巷道的不断推进，运输难度不断增大。我们通过认真分析，对施工工序进行了调整，实现了喷浆、注浆及进尺平行作业，提高了施工效率。
具体方案：
①利用底皮带打运实现“流水线”式运料，不仅节省了人力，提高了运输效率，同时做到便捷安全运料；
②巷道喷浆紧跟迎头不滞后。采取中班、夜班进尺，早班喷浆的施工模式，减少了喷浆时对管线的保护的工作量，进而提高了喷浆效率。
③喷浆时做到“三不漏”（不漏网、不漏棍、不漏风）一次成型，减少了翻工工作量。
（2）根据施工时经验，在上分层收作线及切眼处瓦斯涌出异常，故在过收作线及切眼时需注意提前5m打释放孔。
4、防治水措施
（1）对于砂岩裂隙水及钻孔水，施工时加强出水情况观察。
（2）对1212（3）老空水必须采取专项探放措施。
（3）在施工至距離WF1断层及WF2断层法距20m时打钻探清该断层的产状及含水情况，保证安全施工。
（4）在下山掘进时，排水泵必须紧跟迎头，确保积水及时排出，防止影响生产。
五、效果分析
1212（3）下分层工作面上风巷断面规格为5.0×3.7m，采用U型棚支护，实现全程喷注浆，从20113年7月～2013年11月，共计掘进540m，未发生一起发火事故，保障了矿井正常接替和为其它底区工作面大断面安全快速掘进提供了经验，具有一定的经济和技术价值。
六、结束语
1212（3）下分层工作面开始掘进，距离顶区工作面收作时间短，顶板为人工再生假顶，粘结性差，易抽冒。通过选择合理棚档间距，加强超前支护，同时根据顶板破碎情况，合理选择综掘切割顺序，实现了底区工作面安全快速掘进，综合单进达150m以上；通过确定合理步距，合理安排工序，实现了掘进、喷浆及注浆平行作业，避免了下分层工作面发火危险；实现了下分层工作面综掘施工中在再生顶板胶结性差情况下快速掘进，未发生一起抽冒事故，并取得了较好的效益。
作者简介：吴怀磊（1983—），男，安徽淮南人，助理工程师，2005年7月淮南职业技术学院毕业，现在安徽淮南矿业集团潘北矿掘进一队工作。