303盘区2304系统巷施工及布置方案优化

姚 高

（大同煤矿集团朔州朔煤王坪煤电有限责任公司，山西 朔州 038300）

1 工程概述

大同煤矿集团王坪煤电有限责任公司2304巷位于井田303盘区东翼，掘进工作面东部、南部为实煤区，西部为盘区大巷，北部为5304巷。巷道设计长度为932m，断面规格为宽×高=4.2×3.4m。2304巷从303盘区皮带巷沿8#煤层底板掘进开口，掘进煤层平均厚度为4.8m。

施工设计中先施工2304巷机头段，施工到位后为了便于巷道后期物料运输及通风需求，需施工运料绕道、回风绕道。待2304系统巷完全系统后再继续掘进，系统巷施工时采用爆破施工工艺，后期巷道掘进时采用综合机械化掘进施工工艺。

2 2304系统巷原施工方案及问题分析

2.1 2304系统巷原施工方案

（1）原施工设计中2304巷从303盘区皮带开口并以10°斜坡下山掘进施工，巷道掘进37m且穿过盘区轨道巷底板后再以10°斜坡上山掘进32m后与盘区回风巷贯通。

（2）2304巷与盘区回风巷贯通后在回风巷内进行风桥挑顶施工，风桥构筑后继续掘进2304巷，当巷道掘进至89m及114m处按设计进行拐弯分别施工2304运料绕道和回风绕道，其中运料绕道设计长度为79m，回风绕道设计长度为80m，如图1所示。

（3）2304系统巷设计总长度为273m，采用爆破施工工艺，系统巷施工期间共计构筑两座风桥，生产计划安排日掘进量为4.0m，系统巷施工天数为87d。

2.2 主要存在的问题

（1）2304巷在后期工作面回采期间主要用于煤炭运输任务，巷道内安装带式输送机，而原设计中巷道开口前64m以10°俯角下山掘进，再以10°仰角上山掘进，巷道坡度变化范围大，在此段范围内安装输送机难度大，不利于输送机安全稳定运转。

（2）2304巷以10°俯角下山掘进至303盘区轨道巷底板时两巷层间距为2.2m，属于近距离煤层掘进，而盘区轨道巷直接底主要以砂质泥岩为主，岩石稳定性差，层间维护难度大，若维护不当轨道巷在行车时很容易发生塌陷事故。

图1 初步施工设计303盘区2304系统巷平面布置示意图

（3）整个系统巷施工需构筑两座风桥，每座风桥设计长度为25m，挑顶高度为4.5m，风桥施工难度大、周期长。由于303盘区回风巷直接顶主要以炭质泥岩、煤混合层为主，厚度为6.4m，采用松动爆破挑顶施工时顶板维护难度大，很容易引起大面积顶板垮落事故。

（4）原施工设计中2304系统设计总长度为173m，其中弯巷长度为159m（运料绕道、回风绕道），系统巷施工周期长，掘进效率低，施工费用高，共计需支护材料成本费用达34.7万元，劳动费用为53.07万元，机电设备成本及维修费用达49万元。

3 2304系统巷优化设计

为了减少巷道掘进量，提高巷道掘进效率，降低巷道掘进费用，王坪煤矿机掘一队对2304系统巷原施工方案进行优化。

（1）首先在303盘区皮带巷开口掘进施工皮轨联巷，施工到位后与轨道巷贯通，施工长度为30m。

（2）皮轨联巷施工完后，对皮轨联巷及轨道巷进行起底施工，具体施工方案如下：① 采用松动爆破法进行起底施工，起底时从轨道巷向皮带巷方向以4°仰角进行起底，在轨道巷起底深度为2.0m，起底宽度为3.5m。② 为了便于轨道巷行车，起底后首先在轨道巷上铺设密集11#工字钢梁，钢梁长度为4.5m，铺设宽度为4.0m，共计30根钢梁。③钢梁铺设后在钢梁上方铺设两块长度为4.5m、宽度为2.0m、厚度为8mm钢板，并与钢梁进行固定。④ 为了便于2304巷后期煤炭运输，在巷道起底处安装一部型号为SSJ-800带式输送机，输送机机头与盘区输送机进行搭接。

（3）轨道巷起底深度为2.0m，起底后及时在轨道巷底板处铺设工字钢梁、钢板及轨道，便于轨道巷行车，并在起底处安装一部SSJ-800型带式输送机，机头搭接在盘区输送机上。

（4）皮轨联巷起底施工后采用掘进机在轨道开口施工2304巷，当巷道掘进32m后与盘区回风巷贯通，贯通后在回风巷进行挑顶施工并构筑2304巷风桥。

（5）2304巷风桥施工后继续采用掘进机掘进，当巷道掘进至30m按设计拐弯施工2304回风绕道，为了预留回风绕道开口处三角煤柱，2304回风绕道以垂直2304巷方向开口施工，掘进30m后再按90°拐角施工33m后与盘区回风巷贯通，整个系统巷施工完成，整个系统巷施工长度为154m。如图2所示。

图2 优化设计后303盘区2304系统巷平面布置示意图

4 应用效果

（1）2304系统巷优化设计后巷道总掘进长度为154m，与原施工方案相比减少巷道掘进量119m，同时只需施工一座风桥即可，而且巷道从盘区轨道巷至回风绕道口长度为62m。采用掘进机施工时日掘进量达11m/d，整个系统巷只需52d即可掘进到位，减少巷道支护成本费用18.2万元，减少劳动费用30余万元，减少设备维修费用21万元。

（2）系统优化后无需在轨道巷下方近距离煤层掘进施工，避免了轨道巷底板塌陷事故发生，同时减少了回风巷顶板挑顶施工工程量，降低了工程施工难度及危险系数，保证了巷道安全快速掘进。