黄陵一号煤矿一盘区进风巷改造实践

倪礼强，张 帆，夏云龙，袁 佳，谢芝明

（中鼎国际工程有限责任公司，江西 南昌 330096）

黄陵一号煤矿为满足矿井无轨运输和通风的需求，对建井初期开掘的一盘区进风巷进行整体改造，巷道全长660.9 m，但巷道穿越垮冒区414.6 m，通过采取一系列措施，顺利、安全、高效、优质地完成施工任务。

1 地质概况

一盘区进风巷布置在2#煤层中，煤层倾角1°～3°，底板为泥岩、砂质泥岩，顶板从下向上依次为4～6 m厚泥岩、10～20 m厚粉砂岩和细砂岩互层，水平层理发育，易风化破碎。

2 工程概况

一盘区进风巷需改造段全长660.9 m，位于H1-H21联络巷之间，其中垮冒区长度414.6 m，位于H3-H15联络巷之间，为矩形断面，净宽4.0 m、净高3.0 m，采用料石墙+22#钢梁+喷砼支护，钢梁顶部为井字形木垛，最大接顶高度近20 m。

改造后的一盘区进风巷为直墙半圆拱型断面（净高4.1 m，净宽5.0 m），混凝土砌碹支护（强度C30、支护厚度300 mm），加铺一层混凝土地坪（强度C30、支护厚度300 mm）。

改造前的巷道断面见图1，改造后的巷道设计断面见图2，巷道平面见图3。

图1 改造前的巷道断面

图2 改造后的巷道设计断面

图3 一盘区进风巷道平面

图4 一盘区进风巷道改造工程施工

3 施工难点

原一盘区进风巷垮冒区的巷道支护结构需要拆除，两帮围岩需要爆破刷大，但巷道顶部钢梁上方有木垛接顶，十几米高的木垛重量全部压在钢梁上，不论是先拆料石墙还是钢梁都会使木垛垮落，而接顶木垛垮落和巷道刷大爆破的振动都有可能造成巷道垮冒空区围岩再次冒顶，给改造施工带来了很大的难度和安全风险，且该巷道为矿井无轨运输的主要通道，通过副二平硐联通地面，巷道改造过程不能影响矿井的无轨运输。

4 施工过程

通过方案比选，最终确定一盘区进风巷改造过程按照施工顺序分为临时行车路线改造、拆除原支护结构并对顶板进行加固支护、巷道扩刷施工、架棚接顶施工、混凝土衬砌施工及混凝土地坪施工主要的六个步骤。工程施工见图4。

4.1 临时行车路线改造

在原一盘区进风巷改造施工前，利用巷道一侧原有的一号回风巷作为临时行车路线 （副二平硐→H1联络巷→一号回风巷→H21联络巷→一盘区进风巷），对巷道进行调风、拉底、加固支护，通过交通导行措施使无轨胶轮车行驶绕过施工区，确保无轨运输的连续和安全，也避免了无轨运输对施工区域的影响。

4.2 拆除原支护结构

从一盘区进风巷的一端（H3联络巷处）垮冒高度最小处开始，利用原有的木垛做为阶梯式施工平台，对巷道垮冒区顶部进行锚网喷支护，支护一段拆除一段木垛，逐步向前推进，确保在拆除木垛后围岩的稳定。

其中采用Φ18mm×1800mm规格锚杆按800mm×800 mm间排距进行布置；采用Φ6 mm钢筋网进行全断面铺设，搭接宽度150 mm；喷100 mm厚C20混凝土。

在顶板完成支护后，从上向下依次拆除木垛、工字钢、料石墙，拆除下来的材料用无轨胶轮车运输至地面。

4.3 巷道扩刷

在拆除料石墙后，根据巷道中腰线和巷道新设计的断面尺寸进行爆破扩刷。为了减少爆破振动对巷道围岩的影响，采用了光面爆破和松动爆破技术，爆破下来的矸石用ZMC-60型侧卸式装岩机装碴，配合自卸式无轨胶轮车将矸石直接运至地面矸石堆放场。

4.4 架棚接顶

虽然巷道支护设计只考虑了混凝土浇筑支护的单一结构，但为了确保巷道使用年限和围岩长期稳定性，进行设计变更，增加钢支架和衬砌支护结构与围岩之间的木垛 （利用巷道支护结构拆除回收的木料）充填。

其中钢支架采用以12#槽钢为主要材料制作而成，支架之间采用拉杆连接，间距1 m；木垛采用拆除阶段回收的木料，经过挑选修整后运输至作业地点，搭设在钢支架之上，采用井字型布置，充填至顶板。

4.5 混凝土衬砌

先用钢模板浇筑巷道两侧矮边墙作为导墙，然后采用定制的6 m长全液压自动行走衬砌台车进行巷道墙、拱的混凝土整体衬砌。

浇筑时，混凝土干料在地面配料搅拌后自卸式胶轮车运输至井下作业地点加水二次搅拌，使用混凝土输送泵泵送入模；台车一侧采用木模支挡，混凝土浇筑要从下向上、左右对称进行，防止钢模台车偏移；浇筑过程中采用台车上附着的平板振动器配合插入振动棒进行振捣密实；混凝土浇筑结束标准已混凝土在巷道拱顶闭合并达到设计厚度为准。

4.6 地坪施工

混凝土衬砌完成后进行混凝土地坪和水沟施工，施工过程采用4.5 m宽的双辊轴摊铺机混凝土路面摊铺，辅以人工抹面拉毛处理。

铺底施工中断了正常行车路线，施工车辆和人员通过临时行车路线和对应的联络巷进入施工区域。

原一盘区进风巷是沿2#煤层底板布置的，高低起伏，存在低洼积水点，在本次巷道改造施工前，对巷道整体坡度进行了实测和重新设计调整，确保改造后巷道坡度一致，水沟流水顺畅。

5 结语

1）一盘区进风巷改造工程从总体施工方案入手，重点考虑了施工安全和可行性问题，兼顾经济比较，采取有效的支护措施和合理的施工工序安排，同时利用回收木料重新进行接顶，安全穿越了垮冒区，对类似工程施工有一定的借鉴作用。

2）应用台车衬砌和混凝土地坪快速摊铺技术，提高了施工机械化水平，观感良好，质量标准化水平高。

3）拆除加固、扩刷、架棚接顶、衬砌及铺底这五个工序应用了流水作业方式，工程历时6个月完成竣工。

但施工过程中仍有改进的地方，如巷道衬砌支护结构中混凝土可添加防水剂、两模混凝土之间增设止水带、预埋注浆管进行壁后注浆，都可以进一步提高巷道的防水性能，延长巷道的使用年限。