姬辉
（晋能控股集团寺河矿，山西 晋城 048204）
1.1 项目背景和意义
我矿在工作面圈定初期每次需要先施工工作面工艺巷道保证工作面形成独立通风系统。以往施工时，在回风绕道掘进完成后，采用三种方式施工风桥，如表1所示。
表1 三种施工方式对比表
1.2 项目施工地点
5313工作面回风绕道与东井区西辅助运输大巷交叉处。
1.3 项目施工准备工作
（1）提前将施工区域内的管线、设备等拆除或做好保护，接好施工所用的风水管路。
（2）将所需材料运输到位，并分类挂牌码放标准，做好施工准备工作。
（3）准备好施工所用的工具。
（4）施工前，先在风桥两端起坡点处，分别打注4根锁口锚索，采用7.3m 锚索（第一根距帮200mm，间距1700mm）；
在风桥与东井区西辅运巷交叉两侧500mm范围内施工锁口锚索，第一根距帮200mm，排距2000mm。
（5）施工前，对贯通点巷帮进行补强支护，支护采用5.3m锚索，共施工2排，第一排距顶1m，间排距1m，补强为贯通点前后2m范围内。
（6）机组挑顶前，需将挑顶范围内的顶网与帮网断开，防止挑顶时破坏原巷帮支护。
（7）挑顶前按照警戒示意图进行安设警戒。
（8）施工前将下方风水管路进行断开，同时向通风管理部审批报告将对正37#横川风门进行拆除。
（9）施工前为保证巷道落煤能够满足机组掘进高度，提前在落煤点两侧使用大链配合钢筋网、木板和木柱进行保护阻止落煤飘散（最为关键一步）。
1.4 项目施工周期
施工周期为3～4d。
连体风桥快速掘进的必要，从以下几个方面说明：
（1）工艺简单、工期短。此风桥施工工艺的进行，让我队能够在巷道坡段贯通后2d时间即完成风桥平段及下坡段的施工。
（2）节省材料，一次成型。留实底煤掘进及贯通空巷后采取的落煤集中保护方式，明显减少了挑顶后落煤虚所垫板梁的使用量。同时后期减少了一处护坡及一堵风桥料石墙的施工（如图1所示）。
图1 新、旧工艺风桥成型效果对比图
（3）安全系数高。巷道留实底及落煤集中，都保证了机组及锚杆机有稳定的行走线路，设备运行稳定。同时还避免了旧工艺中掘进机无法上坡、人工空顶下垫板梁的危险。
3.1 现场生产条件
在5313工作面回风绕道在距离东井区西辅运大巷巷口30m 位置沿5°左右上坡开始挑顶，挑至东井区西辅运大巷东帮巷口2m的位置达到风桥最高点，水平掘进9m（贯通后巷道高度8.2m，风桥净高不能低于3.6m），沿30°左右下坡掘进7m至正常巷道设计高度。
施工时，根据生产需要在下方垫设板梁并留一定的底煤。为了保证底煤高度，可以在风桥两边拦设护网保证落煤高度。同时要求，板梁及煤矸的高度不得封堵通风断面，满足现场通风需求。
施工风桥时，根据施工情况及现场设备运行性能，可以提前进行起坡，起坡时根据现场进行留底煤。同时根据现场施工情况及时调整一下角度。
3.2 施工方法
（1）施工方式：采用EBZ220H掘进机进行挑顶。
（2）循环进度。
①EBZ220H 掘进机进行挑顶作业时CMM2-15煤矿用液压钻车（锚杆机临时支护）。
上、下坡段循环进度7m，最大空顶距为7.5m,最小空顶距为0.5m。帮支护允许滞后顶支护1排。
②施工工艺流程：交接班→安全检查→敲帮问顶→EBZ220H掘进机进行挑顶→达循环进度→安全检查→敲帮问顶→临时支护→永久支护→自检验收→进入下一工作循环。
（3）永久支护。巷道采用树脂加长锚固锚杆组合支护系统，并进行锚索补强。
①顶板支护。
锚杆形式和规格：型号为MSGLW500-22*2400的螺纹钢锚杆。
锚固方式：树脂加长锚固，采用两支锚固剂，一支规格为MSK2335，另一支规格为MSZ2360。
钢筋托梁规格：采用∅16mm 的钢筋焊接而成，宽度为100mm，长度5.3m，规格型号为T5300*60/16 100×100。
托盘：采用拱形高强度托盘，规格为150×150×8mm。
网片规格：采用铁丝编织的菱形金属网护顶，规格型号50×50mm、6.0×1.2m。
锚杆布置：锚杆排距1000mm，每排6根锚杆，间距为1000mm，靠近巷帮的顶锚杆距巷帮250mm。
锚索：采用∅22mm的单根钢绞线，长度7300mm，型号为：SKP22-1/1720-7300（简称：7.3m 锚索）。加长锚固，采用三支锚固剂，一支规格为K2335（先放），两支规格为Z2360（后放）。锚索排距2m，每排2 根。间距2.0m，距帮1.75m。风桥与东井区西辅运巷巷道交叉处及前后2m补强支护，锚索每排2根，排距1m。
②巷帮支护。
锚杆形式和规格：帮锚杆采用MSGLW500-22*2000螺纹钢锚杆。
锚固方式：树脂端部锚固，采用两支锚固剂，一支MSK2335先放，另一支MSZ2360后放。
锚杆角度：靠近顶板的巷帮锚杆安设角度为与水平成向上10°角，其余与巷帮垂直。
网片规格：采用50×50mm,3.5×1.2m 金属网护帮。
托盘：采用拱型高强度托盘，规格为150×150×8mm。
锚杆布置：锚杆排距1000mm，每排4根，靠近顶上的一根帮锚杆距顶板300mm，往下间距为900mm。
锚索布置：由于风桥开始为留底煤掘进，挑顶后巷道高度超高，根据顶板管理四个体系要求；
在与辅运巷贯通前3m 开始补强支护，每排施工2 根帮锚索（规格为SKP22-1/1720-5300，排距2m，间距1500mm，最上一根距顶为1000mm。
4.1 取得效果：与原机掘挑风桥相比（人工风镐、放炮工艺不建议）
（1）单个风桥施工周期为1 周（同时掘进过程中有实际进尺30m），减去我队掘进效率8m/d，相当于风桥施工只用了3.5d左右即完成施工；
节省工期2d，至少节约人工100个，每个工200元，约2万元；
（2）护坡及巷道交叉处落煤保护方式采取直接减少了至少400根板梁的消耗（价值约4万元）；
（3）为后期风桥施工减少了一堵料石墙、一座护坡（约10m3料石，4m3砂，价值约1.8万元）；
（4）免去了9m 正巷的支护，直接留底煤不进行切割，省9m支护材料，按照每米1700元单价，省材料费用1.53万元；
（5）相比旧工艺安全系数超高。
在不计算安全成本及后期施工风桥工艺简化的成本结余下，总计至少节约材料费用9.33万元。
4.2 掘进工艺现场施工应用
与2018年2月份53112 巷回风绕道风桥施工工艺对比：
（1）现场情况：53112巷反掘时直接挑风桥，工作面现场坡度为5°下山；
风桥设计坡度30°，起坡段7m、平段9m、下坡段7m，最高距地面8.3m，煤厚6.2m，措施要求：循环进度7m。2月3日生产部临时变更设计：剩余21m 开始起坡，2月10日施工完毕，出煤（工期5d 为2月6～10日）。
（2）工艺存在问题：①15 锚杆机可支护高度为4.5m 左右，现场要求留底煤达到4m 左右，留足够煤成了问题（影响通风、煤留不住）（期间未施工护网保护散落煤体，最为关键的一步），导致机组经常卧机，垫板梁，堆煤不够，导致风桥施工高度达不到要求；
②掘进机最大爬坡坡度为17°，未提前设计好坡度；
③出煤系统安设不合理，1 部溜子未提前缩槽、保护不到位造成后期出煤时溜子无法开起；
④循环进度未达到要求；
⑤未形成连体风桥，一次成型，且施工高度不够。
（3）现场施工情况：2月4～9日中班开始割煤循环为割7-支6-割7-支6-割3-支3-割5（剩3m贯通）-支4-割7-支7-割6-支6，共计使用时间为6d，除去现场起坡多走的12m，核减1.5d，共计使用时间为4.5d；
2月10日开始出煤，具体施工情况如表2所示。
表2 现场施工进度表
支护共计31排，使用材料为顶锚杆199根、帮锚杆268 根、5.3m 锚索31 根、7.3m 锚索50 根。现场使用1.2m板梁共计300根左右（现已在出煤时进行回收，基本损坏）。
综上所述，本项目符合连体风桥快熟掘进施工的要求，在安全、掘进、降本增效上上可获得显著效益。本项目从技术、施工上均是可行的，并极大地提高了风桥施工的掘进效率。
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