煤矿巷道修复期间综掘机过风桥技术研究

摘 "要 "华安煤矿井下运输巷到受地质条件和压力影响变形严重，需要使用综掘机对相关巷道进行卧底修复，修复期间需要过风桥，由于综掘机自重高极易造成风桥损坏从而影响矿井通风系统，利用工字钢配合40T圆环链、单轨吊垂吊链（Φ20×60）组成通行吊桥，保证了综掘机正常通过。

关键词 " 煤矿巷道修复 " "综掘机 " 过风桥 "技术研究

1 概述

新疆华安矿业股份有限公司8号煤层轨道下山巷道断面为梯形，顶板沿煤层倾角布置，现巷道断面不能满足通风、运输要求，需要使用综掘机进行卧底修复。

扩刷后巷道净宽4000mm（偏中线左1700mm，右2300mm），净高3750mm，施工期间严格按照地测科给具的中线施工，确保巷道修复质量。扩刷期间，主要以扩刷巷道右帮为主（面朝下山方向），左帮以处理巷帮变形区域为主。8号煤层轨道下山主要工程为整体的巷帮扩修、底板卧底。帮部扩刷后，两帮应上下平直，前后平滑，杜绝出现巷帮歪斜、伸腿等情况，并确保满足设计断面宽度；卧底后，底板坡度应符合设计要求；底板应左右平整，交岔点区域应在卧底后向两侧平滑过渡顺平，杜绝出现明显的坑洼或鼓包。

2 扩帮施工方法及巷道修复相关参数

2.1扩帮施工方法

（1）扩帮施工时，严格遵照地测科给具的中线进行施工；扩帮后，巷帮应上下平直，前后顺平，杜绝出现明显的鼓肚或坑洼，铺设的金属网应紧贴岩（煤）面。

（2）扩帮施工采用人工风镐扩刷+综掘机出矸的方式进行；根据现场实际情况，若扩刷位置较厚或岩石较坚硬时，可利用综掘机截割巷帮底角，但应避免大面积截割原支护区域，防止损坏设备或崩弹锚杆、螺母等伤人。

（3）人工扩帮时，在巷帮一侧中下部纵向剪开一道放矸口，然后使用风镐进行扩刷。当扩帮厚度较厚，金属网妨碍打眼或扩帮时，可根据施工范围适当剪网扩大放矸口，但必须确保防护网上部与顶板或巷帮进行连接，以防止滚矸；施工人员扩刷期间注意安全站位，严禁站在放矸口位置，同时要遵循“自上向下”的方式进行扩帮。

（4）当扩帮宽度较大，导致顶板空顶区域大于800mm时，应及时进行永久支护，即在永久支护掩护下逐排修复、逐排支护；根据现场情况，若受煤岩破碎等影响顶板不易控制时，使用戴帽点柱作为临近支护；距离后部永久支护不大于800mm支护一棵戴帽点柱，在此点柱掩护下逐排向前支护；当扩帮宽度大于2m时，横向增加1棵戴帽点柱，点柱间距控制在1200-1600mmm，柱帽选用长度不小于600mm的道木，柱帽上方必须提前铺设金属网，临时点柱初撑力不小于3Mpa，确保点柱支撑有力，道木接顶牢靠；使用带帽点柱时必须穿戴柱鞋，严禁无柱鞋支设点柱。扩帮后，人员必须在其临时支护或永久支护下进行作业，严禁空顶作业。

（5）扩帮后的矸石通过综掘机铲板转载至后部运输系统再转载至皮带机外运；受现场条件限制，综掘机或皮带机未形成之前可暂时将矸石堆积在巷帮底角，但必须确保满足通风、运输、行人要求。

（6）扩帮后的原支护锚杆进行截断处理，避免刮碰人员；截断的废旧支护及时外运。利用综掘机出矸前，必须检查浮矸中是否留有废旧支护锚杆、螺帽、金属网等，若发现及时分拣出，确认安全后再进行出矸。

（7）若使用综掘机作业时，提前将布置在巷帮的线缆、管线等进行拆除或重新吊挂挪移；综掘机通过后，按要求及时恢复管路、线缆，并确保吊挂安装符合标准化要求。

2.2扩帮或卧底后，采用锚网索钢带+喷浆的联合支护方式进行永久支护。

（1）锚杆：顶帮锚杆均MSGLD-335/20×2000等强螺纹钢式锚杆，矩形布置，间排距为800×800mm，允许偏差±100mm。锚杆托盘规格为150×150×10mm，锚杆露出螺帽长度为10～100mm。每根锚杆使用1根MSCKb2550和1根MSZ2550树脂锚固剂进行锚固，锚固力不小于80kN/根，顶板锚杆预紧力矩不低于150N·m，帮部锚杆预紧力矩不低于100N·m。帮部扩刷后，顶板原支护锚杆与巷道帮部间距不得超过500mm；帮部最上排锚杆距肩窝不大于400mm，帮部最下排锚杆距底板不大于500mm。现场扩修时，根据实际煤岩破碎及锚固端松动圈情况，可使用长度2400mm锚杆或长度不小于4m锚索代替锚杆进行支护。

（2）金属网：全断面使用4#钢筋编织网，规格为1×2.5m或1×2.8m（网孔为80×80mm）。采用压茬的方式连接，压茬不少于100mm，使用双股不低于16#的铁丝双排联网，拧接不少于3圈，并将铁丝尖端扭向里侧。双排联网的连接点采用三角形布置，连接点之间不大于200mm。

（3）钢带：帮部上三排锚杆支护时，使用长2000mm的W形钢带，竖直布置，锚杆与托盘配合直接支护到钢带上；巷帮剩余锚杆直接支护在金属网上，不再使用钢带进行支护。

（4）锚索：巷道扩帮后，两帮各布置一排SKP17.8-1×7/1860型，长度6m的锚索，锚索布置距离顶板肩窝向下1000～1500mm，锚索排距为2400mm，允许偏差±100mm；锚索打设角度要与煤壁垂直，允许偏差±5°。锚索外露（露出锁具）长度为150～250mm。每根锚索使用1支MSCKb2550和2支MSZ2550树脂锚固剂，锚固力不小于120kN/根。锚索托盘规格为300×300×14mm。扩刷前，帮部锚索距未扩刷巷帮位置不大于10m。

（5）喷浆：支护完毕后根据工程情况及时对修复区域进行喷浆。喷浆厚度以完全封闭围岩且覆盖金属网为准，采用强度为C20混凝土；速凝剂型号为J-85、掺入量一般为水泥重量的3～5%，喷拱时取上限，喷淋水区时，可适量加大速凝剂掺入量，速凝剂必须从喷浆机上料口处均匀加入。C20混凝土具体配比为水泥：砂子：石屑＝1∶2∶2（重量比）。

（6）淋水区域补强支护参数：巷道修复期间，对8号煤层轨道下山淋水区域进行锚索补强支护。首先使用8#锌铝金丝编织网或4#钢筋网与原顶板支护金属网进行连网，然后对再对淋水区域补强锚索，锚索每排布置2根，间排距1600×3200mm，允许偏差±100mm，与原支护锚索插空布置，最终与原支护锚索形成间排距1600×1600mm。锚索打设角度要与煤壁垂直，允许偏差±5°。锚索外露（露出锁具）长度为150～250mm。每根锚索使用1支MSCKb2550和2支MSZ2550树脂锚固剂，锚固力不小于120kN/根。

（7）补打锚索支护参数：8号煤层轨道下山（806回风巷至+735联络巷段）原顶板无锚索支护，为确保巷道服务年限及顶板安全，需对未施工锚索区域进行补强锚索支护。具体参数如下：对需补强锚索支护段巷道重新铺设一层4#钢筋网；锚索配合钢筋网进行支护，锚索间排距1600×3200mm，允许偏差±100mm；锚索打设角度要与煤壁垂直，允许偏差±5°。锚索外露（露出锁具）长度为150～250mm。每根锚索使用1支MSCKb2550和2支MSZ2550树脂锚固剂。锚索托盘规格为300×300×14mm。

（8）架棚支护参数：8煤轨道下山扩修至+752m联络巷交岔点高冒区域时，需根据现场实际重新进行架棚补强自护，具体参数如下：）架棚由超高段留顶区域开始，向下逐排进行架设，棚间距1000mm，允许偏差±200mm；顶梁使用长度≥3400mm的π型钢梁，棚腿采用12#工字钢，巷道的有效高度不小于3000mm。棚梁与棚腿支架使用不小于10#双股铁丝固定牢靠，并利用道木等背好顶板，防止歪倒。+752m联络巷三岔门处，靠联络巷内原U型钢棚处架设2架抬棚支护，主巷π型钢梁担在抬棚顶梁上。抬棚顶梁采用12号工字钢，两端使用锚索锚固，每架顶梁下方各架设2根12号工字钢架腿。（详见附图）

3综掘机过风桥技术

综掘机运行通过风桥时，为确保风桥安全，利用工字钢配合40T圆环链、单轨吊垂吊链（Φ20×60）组成通行吊桥，综掘机在安装的吊桥上通过；具体方法如下：

（1）提前测量好风桥位置巷道宽度加工合适宽度的工字钢或轨道（如下简称：钢梁），在钢梁两侧焊接限位钢板，钢板应高出钢梁上沿不小于100mm。

（2）在架设吊桥位置的顶板靠近两肩窝处各打设一排直径不小于17.8mm，长度不小于4m的锚索，作为钢梁的吊点，必须确保锚索锚入坚硬岩层不小于1.5m，锚索锚固力不小于120kN；锚索呈矩形布置，间距控制在3200～3500mm；锚索前后排距700mm，允许偏差±100mm，吊点的打设根据现场布置钢梁情况可做适当调整。

（3）吊点打设后，使用吊链直接盘绕在钢梁两端，并确保固定牢靠限位处不会脱离；然后将吊链另一头穿入锚索后使用锁具固定卡牢，每根锚索使用2个锁具，以防止退锁；吊链长度不足时，可使用单轨吊马蹄环（Φ22×120）延接吊链。

（4）吊挂后的钢梁前后排距500mm±100mm，并确保吊挂的每根钢梁上沿处于同一平面；然后再根据综掘机履带宽度，在已铺设的钢梁左右两侧各纵向铺设3根钢梁，3根钢梁长度不小于6m，并确定能够跨越风桥宽度，且钢梁两头能够直接担在巷道实底上；最后使用不小于10#双股铁丝将纵向钢梁的两头与下层钢梁绑扎固定成一个整体。

（5）安装吊桥前，应将原风桥上方木板拆除，安装的吊桥应与巷道底板平齐，杜绝出现较大高低差，确保综掘机通行安全。

（6）综掘机通过前，应在已构筑风桥下方使用单体液压支柱配合工字钢或轨道进行加固支护；即在原风桥工字钢下沿巷中纵向布置一根钢梁，然后在钢梁下按照每隔1根钢梁打设1根单体支柱，形成“一梁五柱”，单体支柱必须穿戴柱鞋，并确保支柱初撑力不小于3Mpa。单体支柱与柱帽必须使用不小于12#双股铁丝呈“十”字型进行固定；单体支柱必须挂设防倒绳。

（7）综掘机通过吊桥时，司机在本体上进行操作时，必须在综掘机前方设置观察人员，留意观察综掘机运行状况，发现异常及时晃灯通知司机停机；综掘机司机向前开动时，必须听从观察人员指挥，不得随意前进或调向。

（8）综掘机顺利通过风桥区域后，及时拆除吊桥并按要求重新铺设木板，整平底板。

3总结

综掘机正常通过后，保证了风桥的正常使用，减少了维护维修工程，确保了矿井通风系统的稳定。