目前石壕煤礦有兩個採區生產，分別為二採區上山和三採區下山。二採區布置乙個工作面，即12081工作面，由三採隊生產；三採區布置兩個工作面，即13281工作面和13251工作面，分別由一採隊和二採隊生產。石壕煤礦北大巷主要服務一採區和三採區通風、運輸系統，目前一採區已經停止生產，三採區是目前礦井主要生產採區。
三採區分上下山開採，目前生產集中在三採區下山，三採區下山還可布置六個工作面，剩餘可採儲量450萬噸；三採區上山還可布置七個工作面，剩餘可採儲量210萬噸。三採區按兩個採煤工作面進行生產，每月計畫產量4.5萬噸，該採取預計2023年2月回採結束。
第一部分北大巷改造必要性
三採區是我礦的主要生產採區，現有可採儲量660萬噸，可採13年。通往三採區的北大巷長1500m，現為機軌合一運輸巷，大巷一側為皮帶運輸機原煤運輸，另一側為電機車物料運輸。巷道原斷面為半圓拱形，寬度為3.
8m，斷面為11.8 m2；由於年久變形，現巷道寬度僅為3~3.6m，斷面僅有8~10m2，皮帶運輸機占用後電機車執行寬度只有1.
4~1.7m，通車困難，不能滿足現有安全生產的需要。
按照機軌合一的要求，大巷斷面需擴成23m2，擴修長度1300m，方可滿足要求，經過測算，每公尺擴修單價7820元，總費用1016萬元。目前，我礦開拓二隊單頭每月擴修30m，若大巷安排雙頭擴修，每月可擴修60m，需22個月。擴修大巷工程難度大，時間長，並且嚴重影響三採區的生產，因此，建議重新掘進一條皮帶運輸集中巷。
第二部分設計方案
根據北大巷現有的基本情況，我礦技術人員提出了三套改造施工方案：
一、方案的提出
方案一，從三區溜煤眼到主井底煤倉重新施工巷道作為皮帶集中運輸巷。該方案巷道總工程量為1335m，其中巖巷工程量為320m，煤巷工程量為1015m。附圖1 北集中運輸大巷巷道布置平（剖）面圖。
方案二，從三區溜煤眼到一區溜煤眼重新施工巷道作為皮帶集中運輸巷。該方案巷道總工程量為1100m，其中巖巷工程量為340m，煤巷工程量為760m。附圖2 北集中運輸大巷拐彎段巷道布置平（剖）面圖。
方案三從北大巷交叉點開始對北大巷整體進行擴修，總工程量為1300m，全部為巖巷。
二、方案比較
方案一，從三區溜煤眼到主井底煤倉重新施工巷道作為皮帶集中運輸巷。該方案巷道總工程量為1335m，其中巖巷工程量為320m，支護形式為錨噴+錨索+u型棚聯合支護，巷道淨斷面面積為9.1m2；煤巷工程量為1015m，支護形式為工字鋼+錨桿+錨索支護，巷道淨斷面面積為8.
91m2。該方案施工時可以從兩端同時施工，一端從三區溜煤眼處開始施工，另一端從主井底煤倉處開始施工。從三區溜煤眼按190°方位開口施工，沿煤層底板平做50m後揭露煤層，然後沿煤層頂板施工470m後，可以與主井底煤倉處施工巷道貫通。
另一端從主井底煤倉處按23°方位開口施工，先平做20m，然後按－15°施工巖巷100m後可以找到煤層，之後沿煤層頂板施工545m後，然後按 ＋15°坡度施工穿越f45斷層，施工150m巖巷與三區開口施工巷道貫通。此方案施工時，煤巷月進尺按150m計算，巖巷月進尺按60m計算，兩端同時施工，預計8個月完成全部工程量。該方案實施後，三採區運煤經集中皮帶巷運輸，原北大巷作為通車行人巷，可以滿足三採區的正常生產需要。
該方案的優點為：①巷道施工時，岩層穩定，巷道壓力小；②三採區的正常生產不受影響；③該方案實施後，三採區北大巷運煤系統與運料、行人系統徹底分開，優化了三採區的運輸系統；④三區大巷的環境得到了徹底地改善；⑤可以利用舊工字鋼，節約成本。缺點是工程量較大。
方案二，從三區溜煤眼到一區溜煤眼重新施工巷道作為皮帶集中運輸巷。該方案巷道總工程量為1100m，其中巖巷工程量為340m，支護形式為錨噴+錨索+u型棚支護，巷道淨斷面面積為9.1m2；煤巷工程量為760m，支護形式為工字鋼+錨網+錨索支護，巷道淨斷面面積為8.
91m2。該方案施工時可以從兩端同時施工，一端從三區溜煤眼處開始施工，另一端從一區溜煤眼處開始施工。從三區溜煤眼按216°方位開口施工，沿煤層底板平做50m後揭露煤層，然後沿煤層頂板施工200m後預計揭露f45斷層，之後按-15°施工巖巷180m後可找到煤層，沿煤層頂板施工60m，可以與一區開口施工巷道貫通。
另一端從一區溜煤眼按21°方位開口施工，先平做10m，然後按+15°施工巖巷100m後可以找到煤層，之後沿煤層頂板施工310m後，拐向按36°施工240m與三區開口施工巷道對接貫通。此方案施工時，煤巷月進尺按150m計算，巖巷月進尺按60m計算，兩端同時施工，預計6個月完成工程量。該方案實施後，三採區運煤經集中皮帶巷運輸至一區溜煤眼，一區溜煤眼到一區皮帶機尾仍保留皮帶運輸，原北大巷作為通車行人巷，可以滿足三採區的正常生產需要。
該方案的優點為：①巷道施工時，岩層穩定，巷道壓力小；②三採區的正常生產不受影響；③巷道施工的工期較短；④工程量較小。缺點是：
①該方案實施後，從一區溜煤眼到一部皮帶巷仍需安裝一部皮帶，北大巷運煤系統與運輸、行人系統沒有徹底分開；②區域性巷道仍需擴修。
方案三從北大巷交叉點開始對北大巷整體進行擴修，總工程量為1300m，全部為巖巷，支護形式為錨噴+錨索+u型棚支護，擴修後巷道寬度6.0公尺，巷道淨斷面面積為23m2。此方案施工時，月進尺按60m計算，總工程量預計22個月完成。
該方案缺點為：①巷道擴修時，對三採區正常生產影響較大；②該段巷道年久失修，區域性巷道岩層為泥岩、煤層互層，巷道成型差，施工難度大；③工程量大，工期較長；④費用大。
附方案比較表（見附表）
三、設計方案的確定
通過對以上三種方案的比較，我礦認為方案一比較符合我礦的實際情況。
方案比較表
第三部分巷道設計及支護形式
一、巷道布置
從三區溜煤眼到主井底煤倉重新施工巷道作為皮帶集中運輸巷。施工時從兩端同時施工，一端從三區溜煤眼處開始施工，另一端從主井底一部皮帶頭處開始施工。從三區溜煤眼按190°方位開口施工，沿煤層底板平做50m後揭露煤層，然後沿煤層頂板施工470m後，可以與主井底一部皮帶頭處施工巷道貫通。
另一端從主井底一部皮帶頭按23°方位開口施工，先平做20m，然後按－15°施工巖巷100m後可以找到煤層，之後沿煤層頂板施工545m後，然後按 ＋15°坡度施工穿越f45斷層，施工150m巖巷與三區開口施工巷道貫通。
二、巷道斷面
根據我礦巷道支護經驗，初步確定北集中運輸大巷煤巷段採用錨桿網+錨索+工字鋼棚聯合支護方式進行支護，斷面為矩形，淨高×淨寬為2.2m×5.1m，工字鋼梁長（淨口）為3.
3m，腿長為2.6m，棚距500mm，巷道淨高2.2m，巷道掘進時，頂幫均用塑料網或金屬菱形網背設；巖巷段採用錨網噴+錨索支護方式進行支護，巷道斷面為半圓拱形，淨高×淨寬為3.
0m×3.2m，牆高1.4m。
附圖3 煤巷段巷道支護圖
附圖4 巖巷段巷道支護圖
三、支護方式
⑴ 臨時支護
①巖巷掘進時，採用初噴或戴帽木點杆做臨時支護；
②煤巷掘進時，採用前探梁支護，前探梁採用道軌兩根，長度不小於3.5m,上面用兩根直徑不小於160mm的半圓木接頂，前探梁必須緊跟窩面。同時自窩頭向外防倒棚裝置不小於10公尺，防倒拉桿或撐桿安裝於各棚腰線處，隨施工進度而向前移動。
防倒拉桿或撐桿必須安裝牢固。
前探梁保持兩根梁距1 m，且緊跟窩頭，臨時最大控頂距1 m，不得空頂。每次放炮前後必須檢查前探梁和防倒棚裝置是否鬆動，確實卡緊卡牢後，方可進行其它作業。
⑵ 永久支護
①巖巷掘進時，採用錨噴網+錨索聯合支護。錨桿長度l為1800mm，錨桿直徑φ為18mm，排距為800mm，間距為800mm,當圍岩的穩定性較差時，錨桿的間距和排距要縮小為600mm×600mm，每根錨桿使用兩卷樹脂藥包。錨索長度l為6000mm，錨索直徑φ為17.
8mm,錨索沿巷道按三排布置，錨索排距2.0m，間距為5m，按五花型布置；金屬網搭接100mm，每200mm聯一扣，三花布置，雙道連線。初噴要要緊跟工作面，復噴距工作面正頭不得超過5m。
初噴厚度不得小於50mm，復噴後厚度不得小於150mm，噴射混凝土必須灑水養護，要求每班灑水1—2次，養護時間不小於28天。
②煤巷掘進時，採用錨桿網+錨索+工字鋼棚聯合支護方式進行支護，斷面為矩形，淨高×淨寬為2.2m×5.1m，工字鋼梁長（淨口）為3.
3m，腿長為2.6m，棚距500mm，巷道淨高2.2m，巷道掘進時，頂幫均用塑料網或金屬菱形網背設。
支護具體要求：
①支架各部分尺寸符合要求。
②棚子背木頂8幫4，雙背木均勻布置，巷頂幫用料塑網或鋼絲網背設，片幫漏頂處用稍子或編織袋填實背嚴，嚴禁空頂漏頂及軟關門現象。
③每相鄰兩棚撐桿10根，（肩窩處、梁下１．２公尺腰線處４根，梁上６根均勻排列），必須齊全有力。
④棚距要求500mm，若遇頂板破碎帶可加密支護至400 mm，頂板完好時可加大至600 mm。
⑤柱窩深度為300 mm，遇到頂板鬆軟或淋水地帶應穿柱鞋。
⑥棚腿扎角應符合要求，腰線處巷道淨寬3.8m。扎角距500 mm。
⑦鋪網要開展，頂幫網之間用網條連線嚴密，不開裂。聯網方式採用雙網條穿插雙邊孔網結，網間搭接100mm，連線網條的兩端打成死結以防網條鬆脫。
第四部分施工工藝
一、巷道開口施工方法
⑴ 施工前，地測人員必須提前標定開口位置，標定巷道中腰線，施工單位嚴格按線施工。
⑵ 開口前，必須對開口左右各10m巷道支護進行檢查加固，並將各種管路、電纜落地，用舊膠帶、板梁掩護好。
⑶ 開口前，應提前按照設計要求，安設通風機、接好風筒，準備好各種支護材料。
二、鑿岩（煤）方式
北集中運輸大巷採用打眼放炮的掘進方法進行掘進。採用人工打眼，放炮落巖（煤），單鑽打眼鑽桿長2m，炸藥用2號礦用硝銨炸藥，每卷藥重0.2kg，採用水炮泥封眼，以kd—100型放炮器配合瞬發電雷管起爆，根據我礦的實際情況及以往爆破經驗，採用楔形掏槽。
三、裝載與運輸
北集中運輸大巷掘進過程中，採用人工配合耙矸機進行裝巖。從三區溜煤眼處開始施工時，如果沿煤巷施工時，煤裝入礦車，通過溜子進入三區溜煤眼運出；如果沿巖巷施工，岩石可裝礦車經三區皮帶上山與三區軌道上山之間的聯絡巷，通過三區軌道上山及三區車場運出。從主井底煤倉處開始施工時，如果沿煤巷施工時，煤可以直接進入主井底煤倉運出；如果沿巖巷施工時，矸石經裝入礦車經井底車場運出。
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