機(jī)掘錨網(wǎng)支護(hù)新工藝在長走向掘進(jìn)工作面的應(yīng)用探討

李昆鵬

開灤集團(tuán)東歡坨礦業(yè)分公司

機(jī)掘錨網(wǎng)支護(hù)新工藝在長走向掘進(jìn)工作面的應(yīng)用探討

李昆鵬

開灤集團(tuán)東歡坨礦業(yè)分公司

錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)在大規(guī)模施工中存在的一些問題，本文的研究就是綜合分析問題的根本解決措施，采用新設(shè)備及科學(xué)優(yōu)化選取支護(hù)材料及設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)而從根本上解決長走向工作面錨網(wǎng)支護(hù)快速掘進(jìn)難題，為實(shí)現(xiàn)工作面乃至礦井高產(chǎn)高效建設(shè)打好基礎(chǔ)。

機(jī)掘錨網(wǎng)支護(hù)；新工藝；應(yīng)用

目前錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)正在我公司逐步得到推廣應(yīng)用，但由于頂板條件限制及支護(hù)技術(shù)落后，目前導(dǎo)致該種支護(hù)方式不能大規(guī)模施工采用的主要有兩方面問題：一是錨網(wǎng)支護(hù)施工中在進(jìn)行永久支護(hù)前臨時(shí)支護(hù)技術(shù)不完善，造成現(xiàn)場時(shí)常進(jìn)行空頂作業(yè)，影響安全生產(chǎn)；二是目前現(xiàn)有的錨網(wǎng)支護(hù)材料個(gè)別停留在初期階段，不能滿足高地應(yīng)力下支護(hù)強(qiáng)度，另外長期以來錨網(wǎng)支護(hù)設(shè)計(jì)及參數(shù)比較保守，導(dǎo)致支護(hù)密度過大，嚴(yán)重影響掘進(jìn)工作面單進(jìn)效率，進(jìn)而不能保證正常的采掘銜接。

一、項(xiàng)目的立項(xiàng)背景和意義

我公司現(xiàn)有12-1、12-2煤層頂板較堅(jiān)硬完整，目前受采掘銜接緊張影響仍大多采用金屬架棚支護(hù)，雖然掘進(jìn)效率較高，但將來回采時(shí)受上下兩個(gè)出口繁重的工作量影響，回采時(shí)不但不能達(dá)到高產(chǎn)高效，而且效率較低，并且兩條順槽日常維修量較大，發(fā)生了大量的外圍修理用工。提高了生產(chǎn)成本，且一度導(dǎo)致生產(chǎn)單位用工緊張。本課題主要是解決以上問題，通過錨網(wǎng)支護(hù)新工藝的使用，達(dá)到快速掘進(jìn)，保證正常采掘銜接，使回采工作面達(dá)到高產(chǎn)高效要求，降低綜合成本，提高生產(chǎn)效率，保證安全生產(chǎn)。

二、項(xiàng)目主要研究和實(shí)施內(nèi)容

錨網(wǎng)支護(hù)是以錨桿為主要構(gòu)件并輔以其他支護(hù)構(gòu)件而組成的錨桿支護(hù)系統(tǒng)，是近幾年發(fā)展起來并得到廣泛應(yīng)用的新型錨桿支護(hù)形式，主要用于煤巷支護(hù)，其類型主要有錨網(wǎng)支護(hù)、錨梁(帶)網(wǎng)支護(hù)等。錨網(wǎng)支護(hù)是將鐵絲網(wǎng)、鋼筋網(wǎng)或塑料網(wǎng)等用托盤固定在錨桿上所組成的復(fù)合支護(hù)形式。各種網(wǎng)主要用來維護(hù)錨桿間的圍巖，防止小塊松散巖石掉落，也可用作噴射混凝土的配筋；同時(shí)，被錨桿拉緊的網(wǎng)還能起到聯(lián)系各錨桿組成支護(hù)整體的作用。各種網(wǎng)負(fù)擔(dān)的松散巖石的荷載主要取決于錨桿間距大小。①鐵絲網(wǎng)一般采用Φ3～4mm的鍍鋅鐵絲編織而成。根據(jù)網(wǎng)格特征不同，可將鐵絲網(wǎng)分為經(jīng)緯網(wǎng)和菱形網(wǎng)。由于菱形網(wǎng)具有強(qiáng)度高、連接方便等優(yōu)點(diǎn)，正逐步取代經(jīng)緯網(wǎng)。②鋼筋網(wǎng)是由鋼筋焊接而成的大網(wǎng)格金屬網(wǎng)，網(wǎng)格約150mm×150mm。這種網(wǎng)強(qiáng)度和剛度都比較大，不僅能阻止松動(dòng)巖塊掉落，而且能夠有效地增加錨桿支護(hù)的整體效果，適用于大變形、高應(yīng)力巷道支護(hù)。③塑料網(wǎng)具有成本低、輕便、抗腐蝕等特點(diǎn)，但是強(qiáng)度和剛度較低。

本研究項(xiàng)目主要內(nèi)容包括：機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置的選型、購置及使用；在適合地質(zhì)條件下進(jìn)行錨網(wǎng)支護(hù)設(shè)計(jì)、參數(shù)優(yōu)化，最終進(jìn)行該工作面全程錨網(wǎng)支護(hù)。

選用一種適合井下錨網(wǎng)支護(hù)機(jī)掘掘進(jìn)工作面的臨時(shí)護(hù)頂及護(hù)幫的前探支護(hù)設(shè)備或裝置來從根本上解決臨時(shí)支護(hù)問題。該裝置需滿足可以并入掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)利用掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)改造進(jìn)行操作，同時(shí)該裝置需滿足巷道斷面空間要求，可折疊。

關(guān)于支護(hù)參數(shù)及設(shè)計(jì)，進(jìn)行徹底優(yōu)化，利用懸吊理論進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)，確保公式可靠，同時(shí)依據(jù)已有工程類比及現(xiàn)有錨網(wǎng)巷道頂板監(jiān)測記錄，總結(jié)礦壓對(duì)支護(hù)的作用規(guī)律，最后提出最總的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案并付諸實(shí)施。

三、效益分析及工程預(yù)算

（以20222回采期6個(gè)月，掘進(jìn)工期4.5個(gè)月，掘進(jìn)單班定員25工，回采單班定員33工，掘進(jìn)錨網(wǎng)支護(hù)延米材料費(fèi)按1800元/米，掘進(jìn)工程量2000米為基礎(chǔ)測算效益。）

1、掘進(jìn)錨網(wǎng)巷道月進(jìn)度提高25%以上，折算成節(jié)省工力6.25工/班，18.75工/天，該工程節(jié)省用工為18.75×30×4.5=2531工，節(jié)省人工成本2531工×110元/工=27.84萬元；

2、掘進(jìn)錨網(wǎng)巷道支護(hù)材料每百米節(jié)省20%以上，即延米降低材料費(fèi)1800×20%=360元，該工程可節(jié)省材料費(fèi)360×2000=72萬元；

3、回采上下兩出口節(jié)省工力8工/天，回采工期內(nèi)節(jié)省用工8× 30×6=1440工，節(jié)省人工成本1440×110=15.84萬元；

4、工作面推采月進(jìn)度提高20%以上，即工期提前1.2個(gè)月，節(jié)省用工99×30×1.2=3564工，節(jié)省人工成本3564×110=39.2萬元。

合計(jì)該工程可創(chuàng)效：27.84+72+15.84+39.2=154.44萬元。

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