开滦集团有限公司钱家营矿业分公司 河北唐山
摘要：受煤矿地质构造及煤层赋存条件的影响以及巷道布置的要求，在掘进过程中不可避免的遇到巷道掘进方向改变的情况。为保证工程质量本文主要根据某矿井3573s运道掘进工作面开口打向论述了在巷道掘进过程中开口打向施工法的应用。
关键词：巷道掘进；开口打向；施工方法
0 引言
在巷道掘进过程中为了利用已有的巷道，减少巷道掘进的成本以及地址构造和巷道布置的要求，不可避免的遇到巷道掘进方向改变的情况。在已知两条巷道夹角的情况下，怎么能够保证巷道拐弯后的中心线与设计相符，而且不影响巷道的美观、工程质量和施工进度，成为掘进施工中的一个重点问题。
1 现场情况
3573S掘进工作面位于该矿井三水平南五石门，同层上部为3571S综采工作面，上覆3551S、3553S采空区。该工作面7煤层为复杂结构中厚煤层。煤岩类型以半亮型和半暗淡型为主，中间夹1~2层暗淡型煤，底部为光亮型煤。最薄1.50米，最厚3.80米，平均煤厚2.66米。该工作面煤层倾角变化较大，最大13゜，最小2゜，平均倾角5゜。3573S运道沿3573上山下口绞车窝向前施工，绞车窝宽度为4m，运道开口直接拓宽为5.5m宽，为运道的机头硐室。从台中施工14.21m后开始巷道方向发生改变，与原来巷道夹角为155°。开口处顶板完整，条件良好。
2 巷道已有情况及施工要求
现要从3573上山下口绞车窝向前施工3573S运道，目前3573上山支护方式为架棚支护，绞车窝规格为：4m（宽）*3.6m（长）*3m（高），3573S运道开口施工机头硐室，机头硐室规格为：5.5m（宽）*34m（长）*3m（高），为满足掘进过程中皮带安装需求，可适当延长机头硐室施工长度。机头硐室采用14m2的25U金属拱形支架进行支护。从下口台棚台中施工14.21m后巷道开始转弯，巷道夹角β为155°（如图1所示）。为保证巷道的快速掘进和美观，采用打向的方法进行施工。
3 施工过程及具体施工方法
3.1参数的确定
要确定打向的棚子架数N，首先要确定的是转向角，然后确定巷道的转弯外径，其中H为巷道宽度，r为转弯内径。施工过程中，在已知巷道转向角的条件下，尽量缩小转弯内径r的数值，加大外侧棚距，从而减少了打向棚子的数量，快速完成打向施工。确定了转弯外径R和转弯内径r以后，为保证施工方便和巷道成型的美观度，均匀布置棚子，所以打向的棚子数量N，其中：Pw为外侧棚距，要想使N最小，就要减少r，增大Pw，Pwmax=0.8m，r理论最小值为0，但是在实际生产过程中在不使用特制棚子的情况下r不可能为零。根据现场情况，计算得出r=1.19m，所以R=6.69m。那么N=4架，从而得出Pw=0.73m＜0.8m，符合规定要求。所以确定打向棚子数N为4架，如图2所示。
3.2确定打向棚子的起点位置
为了精确的完成巷道打向，要确定打向棚子的起点位置，从末一架未打向棚子到第一架打向棚子在巷道中线的距离为L，所以计算L得：
3.3具体施工方法
采用14m2的25U金属拱形支架配合塑编网进行支护。施工过程中，巷道内侧棚腿彼此相靠，外侧棚腿棚距为0.7339m（巷道中线往前0.43m）打向。打向时棚腿必须戳在硬底上，否则穿鞋；支架梁与腿搭接为360~400mm，搭接处采用三道卡缆进行紧固，第一道与第三道卡缆间距290~330mm，卡缆螺母扭距不得小于150N.m。所架设的金属拱形支架之间采用三道铁撑子进行整体连接，正顶的一道铁撑子利用一道卡缆安设在正顶上，两帮采用特制的铁撑子上在梁腿搭接处下方的卡缆上。所架设的金属拱形支架配小板及塑编网进行支护，卡缆以上小板间隙不大于200mm，卡缆以下小板间隙不大于250mm，最下边的一块背板距底不超过400mm。打向完成后如图3所示。
4 结束语
随着矿井的不断开采，在地质条件和巷道掘进成本的综合制约下，不可避免会遇到巷道转弯的情况，打向法相比台棚法，施工容易，简单快捷，是掘进施工巷道转弯的一个快速有效的方法。合理的施工巷道打向，不仅能快速完成施工任务，还能使巷道更加美观，综合来讲，巷道打向法比台棚法在一般情况下更适合掘进工作面现场施工。
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论文作者:赵刚
论文发表刊物:《基层建设》2017年第9期
论文发表时间:2017/7/24
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