連續(xù)采煤機(jī)大斷面開(kāi)切眼快速掘進(jìn)技術(shù)

任崇鵬 冉星仕

摘 要：使用12CM15型連續(xù)采煤機(jī)配合10SC32-48B-5型梭車及CMM4-20型錨桿機(jī)，采用錨桿+鋼筋網(wǎng)片+錨索+單體液壓支柱方式聯(lián)合支護(hù)及先切槽、采垛、后刷幫，掘支平行作業(yè)，一次成巷的施工工藝，解決了寬度8.3-9.8m大斷面開(kāi)切眼掘進(jìn)效率低的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了大斷面開(kāi)切眼安全快速掘進(jìn)的目的。

關(guān)鍵詞：大斷面開(kāi)切眼；連續(xù)采煤機(jī)；掘支平行作業(yè)；快速掘進(jìn)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.061

1 概況

隆德煤礦201工作面開(kāi)切眼布置在2-2煤層中，巷道位于2-2煤北翼輔運(yùn)大巷西側(cè)，南部為203綜采工作面，正在開(kāi)采，北部為實(shí)體煤，未采動(dòng)，西部為隆德煤礦井田邊界。切眼掘進(jìn)范圍內(nèi)煤層底板起伏較小，傾角小于1°，煤層厚度為3.10-3.30m，平均3.20m，煤層普氏系數(shù)為2.3-3.0，平均2.7；煤層在靠近開(kāi)口處相對(duì)較厚，自北向南變薄，屬于穩(wěn)定煤層。切眼掘進(jìn)區(qū)域上覆松散層厚度為21.1-38.1m，地勢(shì)整體相對(duì)較平緩，松散層底部為新近系保德組紅土，局部粉土，以粘土為主，亞粘土次之，致密，遇水手搓成條，光滑，具可塑性，含鈣質(zhì)結(jié)核，厚度為3.5-15.0m，為相對(duì)隔水；正?；鶐r厚度為143.3-145.1m；風(fēng)化基巖厚度為28.1-30.0m。

1.1 切眼煤層頂?shù)装迩闆r

201工作面開(kāi)切眼煤層頂?shù)装迩闆r見(jiàn)附表1。

1.2 切眼設(shè)備配備情況

201工作面切眼設(shè)備配備詳見(jiàn)附表2。

2 切眼支護(hù)方式

201工作面切眼巷道斷面為矩形，巷道全長(zhǎng)300.54m，為滿足支架車調(diào)車需要，設(shè)計(jì)施工5個(gè)11m的調(diào)車硐室，共計(jì)55m；巷道掘進(jìn)高度為3.7m，掘進(jìn)寬度為8.3m，端頭支架硐室和煤機(jī)安裝硐室掘進(jìn)寬度為9.8m，掘進(jìn)高度均為3.7m（附圖1開(kāi)切眼平面圖）。

根據(jù)巷道圍巖性質(zhì)、以往巷道支護(hù)參數(shù)及相鄰巷道的礦壓觀測(cè)資料，采用工程類比法確定201工作面切眼采用錨桿+鋼筋網(wǎng)片+錨索+單體液壓支柱方式聯(lián)合支護(hù)，幫部不支護(hù)，其中頂部錨桿采用Φ18×2100mm左旋螺紋鋼等強(qiáng)錨桿，間排距為1000×1000mm，每排8根，端頭支架硐室和煤機(jī)安裝硐室每排10根，鐵托盤(pán)規(guī)格為150×150×10mm碟形托盤(pán)，每根錨桿采用一支CK2360型樹(shù)脂藥卷錨固，錨桿扭矩不小于120N·m，抗拔力不小于60kN；鋼筋網(wǎng)片規(guī)格為Φ6.5×4900×1060mm和Φ6.5×3400×1060mm，網(wǎng)孔規(guī)格為130×130mm；錨索采用Φ17.8×6500mm預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索，間排距為2000×2000mm，每排4根，錨索托盤(pán)為240×240×14mm的鋼板加工而成，每根錨索采用1支CK2360、2支K2360型樹(shù)脂藥卷錨固，錨索設(shè)計(jì)錨固力不小于240kN，預(yù)緊力為120-140kN。

由于切眼斷面較大，為確保施工安全，設(shè)計(jì)在切眼中和煤機(jī)安裝硐室、端頭支架硐室口各打一排單體液壓支柱加強(qiáng)支護(hù)，考慮后期工作面安裝需要，切眼中單體液壓支柱距正幫距離為3.3m，排距為1.0m；每根單體液壓支柱必須穿靴戴帽并掛防倒繩，以防單體液壓支柱傾倒傷人；單體支柱初撐力不得小于90kN。

3 施工方案及掘進(jìn)工藝

（1）施工方案。由于201工作面切眼巷道斷面較大，12CM15型連續(xù)采煤機(jī)截割頭寬度為3.3m，無(wú)法一次截割至設(shè)計(jì)斷面，為實(shí)現(xiàn)安全、快速掘進(jìn)的目的，根據(jù)巷道的煤巖特性、地質(zhì)及施工條件，考慮到201工作面開(kāi)切眼的施工工期要求，決定采用交替掘進(jìn)、掘支平行作業(yè)、一次成巷的施工工藝，掘進(jìn)時(shí)先使用連采機(jī)進(jìn)行切槽3.3m，然后采垛1.7m，先掘進(jìn)5.0m寬斷面7m后，進(jìn)行永久支護(hù)，當(dāng)5.0m寬斷面掘進(jìn)超過(guò)20m后，開(kāi)始刷幫，刷幫寬度為3.3m，然后交替進(jìn)行作業(yè)，刷幫完畢后單體液壓支柱及時(shí)跟進(jìn)工作面，錨桿機(jī)進(jìn)行刷幫側(cè)永久支護(hù)，同時(shí)連采機(jī)移到5.0m寬斷面繼續(xù)向前掘進(jìn)，實(shí)現(xiàn)巷道掘進(jìn)與支護(hù)平行作業(yè)，降低支護(hù)作業(yè)影響時(shí)間，達(dá)到快速掘進(jìn)的目的。

（2）掘進(jìn)工藝。采用連續(xù)采煤機(jī)進(jìn)行截割，使用梭車、給料破碎機(jī)和順槽膠帶機(jī)共同完成煤炭運(yùn)輸。

（3） 掘進(jìn)循環(huán)進(jìn)尺。巷道正常掘進(jìn)時(shí)，若頂板完好無(wú)裂隙，循環(huán)進(jìn)尺為5m，最大空頂距為7m；若頂板有裂隙但不破碎時(shí)，循環(huán)進(jìn)尺為3m，最大空頂距為5m；當(dāng)掘進(jìn)遇地質(zhì)構(gòu)造或頂板破碎，極易冒落時(shí)，短掘短支，掘進(jìn)1m支護(hù)1m。

4 結(jié)論

（1）掘進(jìn)循環(huán)進(jìn)尺為5m，采用“三八”制作業(yè)，兩班生產(chǎn)，一班檢修的勞動(dòng)組織形式，正常情況下每個(gè)小班完成2個(gè)循環(huán)、每天完成4個(gè)循環(huán)，循環(huán)率按90%考慮。月進(jìn)尺：S=5×4×30×90%=540m，則大斷面切眼正常情況下只需要20天就可以實(shí)現(xiàn)貫通。

（2）從工時(shí)利用方面，一次成巷的施工工藝與兩次成巷工藝相比，節(jié)約了大約1/3的時(shí)間，提高了效率，連采機(jī)在5.0m斷面巷道正常掘進(jìn)時(shí)，刷幫側(cè)進(jìn)行支護(hù)作業(yè)，同時(shí)盡可能在連采機(jī)掘進(jìn)完畢一個(gè)循環(huán)時(shí)，錨桿機(jī)將上一循環(huán)支護(hù)完畢，降低了支護(hù)作業(yè)影響的時(shí)間。

（3）使用12CM15型連續(xù)采煤機(jī)配合10SC32-48B-5型梭車及CMM4-20型錨桿機(jī)，采用錨網(wǎng)索+單體液壓支柱支護(hù)及先切槽、采垛、后刷幫，掘支平行作業(yè)，一次成巷的施工工藝，解決了寬度8.3-9.8m大斷面開(kāi)切眼掘進(jìn)效率低的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了大斷面開(kāi)切眼安全快速掘進(jìn)的目的，節(jié)約了成本，提高了生產(chǎn)效率。

作者簡(jiǎn)介：任崇鵬（1983-），男，山東臨沂人，本科，工程師，生產(chǎn)技術(shù)部副主任，主要從事技術(shù)管理工作。