淺談沿空掘巷快速掘進技術

萬法軍

(河南永錦能源有限公司云蓋山煤礦一礦,河南許昌 461670)

淺談沿空掘巷快速掘進技術

萬法軍

(河南永錦能源有限公司云蓋山煤礦一礦,河南許昌 461670)

隨著煤炭資源的開采,我國煤礦開采深度逐年增加,為了更好開采利用煤炭資源,減少成本,快速、安全、高效地掘進巷道已經(jīng)成為煤礦生產(chǎn)的關鍵。如何將快速掘進技術有效的應用到沿空掘巷中,是現(xiàn)代化礦井采掘生產(chǎn)所面臨的重要問題。

沿空掘巷 支護 快速掘進 技術

1 沿空掘巷巷道特點

沿空掘巷就是沿已穩(wěn)定的采空區(qū)邊緣或與采空區(qū)之間留小煤柱布置巷道,在巷道掘進時,相鄰采空區(qū)巖層活動相對已經(jīng)停止,其回采期引起的應力重新分布也趨于穩(wěn)定,此時,沿空掘進的巷道處于應力降低區(qū),有利于巷道維護。

沿空掘巷的礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律與普通巷道相比有其自身的特殊性:①巷道位于支撐壓力降低區(qū),巷道掘進過程中壓力不大;②巷道掘進后引起支撐壓力重新分布,巷道壓力顯現(xiàn)不強烈;③沿空掘巷破壞了原有平衡,在巷道邊緣的煤體會出現(xiàn)新的破裂區(qū)、塑性區(qū),支撐壓力向煤體深部移動,移動距離近似等于煤柱寬度,應力場擾動不大,一般經(jīng)過10d變形速度趨向穩(wěn)定。

2 沿空掘巷支護方案設計

(1)頂板支護。采用 20mm×2200mm高強錨桿+3.6mM鋼帶+鋼筋網(wǎng)支護,頂錨桿的間排距設計均為800mm,與12#槽鋼加工的3m錨索梁+8m錨索聯(lián)合支護。①頂錨桿安裝技術。頂板采用錨網(wǎng)帶支護,錨桿選用 20mm×2200mm高強錨桿,每根高強錨桿使用MSK2335型錨固劑2個,設計錨固力80KN,間排距為800mm×800mm,錨桿托盤為150mm×100mm×12mm的M托盤,選用3.6m長的M鋼帶,鋼帶排距為800mm,網(wǎng)為鋼筋網(wǎng)(1000mm×2000mm),鋼筋網(wǎng)搭接長度不小于100mm,用雙股12#鐵絲綁扎,綁扎間距不大于300mm,平焊網(wǎng)兩端必須鋪設到巷道兩邊且豎直向下露頭不小于100mm,與兩幫部雙抗網(wǎng)、鋼板網(wǎng)連接好,不得露頂。②錨索安裝技術。頂板采用錨索梁加強支護,分別在距兩端頭200mm及中點處鉆 20mm孔(地面加工后入井使用),錨索梁沿巷道中心線平行布置2排(中心線偏左1000mm一排,中心線偏右1200mm一排),間距為2400mm。錨索孔深度7500mm(錨索規(guī)格 15.24mm、長度為8000mm),每根錨索用MSK2335型錨固劑5個,預緊力100KN(使用MS15-230/55型手動錨索張拉機具張拉至預緊力,壓力表指示數(shù)據(jù)達到23MPa時為合格),錨索專用截具,保證外露長度為50～100mm。在打注錨索時槽鋼錨索梁內(nèi)必須采用專門加工的鐵墊片(100mm×200mm×10mm)。錨索梁滯后工作面的最大距離不超過40m。掘進施工中根據(jù)頂板情況及時縮短錨索梁滯后掘進面的距離。

(2)幫部支護。采用 18mm×2200mm高強錨桿+2.5m橫向鋼筋梯+鋼筋網(wǎng)+雙抗網(wǎng)支護,幫錨桿的間排距設計為750mm×800mm。幫錨桿安裝技術:幫部采用錨網(wǎng)梯支護,錨桿選用 18mm×2200mm高強錨桿,錨桿間排距為750mm×800mm,矩形布置,從頂板向下300mm開始起錨,每根錨桿使用MSK2335型錨固劑2個,設計錨固力為80KN。從煤幫向外依次采用4.0m×1.4m的雙抗網(wǎng)、1m×2m的鋼板網(wǎng)、2.5m長的豎向鋼筋梯及150mm×150mm×8mm的鐵托盤支護。雙抗網(wǎng)與雙抗網(wǎng)之間、雙抗網(wǎng)與頂板平焊網(wǎng)之間用尼龍繩均勻纏繞連接好,雙抗網(wǎng)連網(wǎng)孔間距不得大于150mm,尼龍繩與尼龍繩接頭處不允許連接,尼龍繩兩邊繩頭必須打死結,且不得漏連。幫部鋼板網(wǎng)與鋼板網(wǎng)、幫部鋼板網(wǎng)與頂板鋼板網(wǎng)搭接長度不小于100mm,用雙股12#鐵絲綁扎,綁扎間距不大于300mm。水溝側(cè)幫部最下方的錨桿至底板的高度不超過400mm,非水溝側(cè)不超過700mm,當超過規(guī)定時可滯后工作面不超過30m補打錨桿,配合橫向鋼筋梯、鋼筋網(wǎng)支護。

3 快速掘進技術的實施

為了使工序銜接合理,各工種之間采用平行與順序作業(yè)相結合的勞動形式,盡可能減少相互影響時間。各工種各負其責,互相配合,共同完成各道工序,為快速掘進提供保障。

3.1 掘進方式

開口小斷面采用人工掘進,25m范圍采用人工鏈板機出貨,其余采用綜掘機掘進,經(jīng)橋式皮帶運至SDJ-800/40T型膠帶輸送機出貨。綜掘機切割方法:采用綜掘機迂回割煤,一次成巷施工法,循環(huán)進尺為0.9m,最大控頂距為1.8m,最大空幫距為3.6m。割煤順序:當煤質(zhì)較硬不片幫時,應先割底部,再割中部和上部煤,最后刷齊兩幫;當煤質(zhì)較軟且片幫時,應先割上部煤,并立即架好前探梁打點護好頂,再割中部和下部,最后刷齊兩幫。

3.2 作業(yè)方式

(1)提高開機率。①要配備合格、先進的設備,尤其是綜掘的主要設備。②盡可能的減少檢修所占用的時間,可以在掘進主要工序的空當進行檢修,檢修人員要有較高的技術操作水平和管理水平,在設備運轉(zhuǎn)時要密切關注設備的運轉(zhuǎn)情況,發(fā)現(xiàn)問題必要時立即處理,保證設備的維修度。這樣既保證了檢修時間,又可以在動態(tài)中檢修,提高了設備的開機率。③交接班期間,交班班組必須給接班班組留夠2排機尾的跑道,尤其是夜班必須給早班留出2排機尾跑道,早班接班后先施工1個循環(huán)并多出煤,在早班膠帶機檢修停運期間進行永久支護,再次開機前,保證永久支護完畢,以便進入下一個循環(huán)保證再次開機率。

(2)多工序平行作業(yè)。在掘進的每個循環(huán)中,切割和支護2個工序不能完全平行外,其他工序只要安排合理,基本上能做到平行作業(yè)。超前的準備工作也可以實施平行作業(yè),早班由于檢修人員較多,中班專門安排2人進行后巷錨索的平行施工,加強巷道支護;夜班專門安排2人進行支護材料的準備工作,在夜班每個循環(huán)進行完后,使用膠帶機將備用材料運至掘進面,備足一個圓班的供應,縮減各班組的備料工作。

(3)各工序間相互配合作業(yè)。在平行作業(yè)的基礎上,要強調(diào)各工序間的相互配合,做到上道工序為下道工序做準備,這樣多工序作業(yè)才能忙而不亂。每小班的交叉作業(yè)時間,上班做收尾工作時,下班做準備工作,完成備料、處理安全隱患、清理施工現(xiàn)場等工作,不需要專門的雜活班來處理;運料人員將每個圓班所需的料及時運送到掘進工作面,避免了人工長距離長時間備料;交班人員預留機尾跑道以便接班人員可以順利開機等。工序間相互配合作業(yè),提高了工作效率,減少了不必要的重復工作。

4 結語

總的來說,快速掘進技術在沿空掘巷中的應用,能夠有效提高沿空綜掘巷道掘進水平,加大巷道安全掘進速度,經(jīng)濟效益顯著,可以作為今后類似條件下沿空掘巷的重要參考。

[1]魏敬喜.大斷面復合頂板煤巷快速掘進技術研究[D].安徽理工大學,2011.

[2]呂兆恒.半煤巖巷快速掘進參數(shù)優(yōu)化及施工組織技術研究[D].河南理工大學,2012.

[3]張衛(wèi)斌.煤巷快速掘進技術初探[J].采礦技術,2003,04:87-88.