回采巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)探究

摘 要：隨著礦井生產(chǎn)能力的不斷提升，目前大多數(shù)礦井需要掘進(jìn)大量的巷道以支撐其生產(chǎn)需求，而巷道掘進(jìn)過程中如何采用合理的技術(shù)以確保正常的生產(chǎn)推進(jìn)時目前急需解決的問題之一?；诖耍疚囊阅车V井目前正在掘進(jìn)的回采巷道為研究對象，對其目前的掘進(jìn)工藝及技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析，以期推動相近地質(zhì)情況礦井巷道掘進(jìn)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：煤礦;回采巷道;掘進(jìn);支護(hù);技術(shù)要點(diǎn)

1 工程概況

目標(biāo)礦井現(xiàn)階段的主采煤層為9號煤層，目前正沿著92盤區(qū)的運(yùn)輸順槽進(jìn)項(xiàng)巷道的掘進(jìn)工作。目標(biāo)礦井目前所采煤質(zhì)主要為亮煤，具有金屬光澤，煤體的斷口較為平整，煤質(zhì)整體偏軟，有少量夾矸，矸石的主要巖性為泥巖?，F(xiàn)階段的主采煤層平均厚度約為12m，含有的矸石層為3～5層。單層夾矸的最大厚度為0.8m。目前目標(biāo)礦井煤層的賦存情況整體較為穩(wěn)定，且煤層頂板巖性大多以砂質(zhì)泥巖為主，平均厚度約為5m，其間混雜部分中粗砂巖，其厚度平均為9m;煤層底板巖性主要以砂質(zhì)泥巖為主，平均厚度為4m。

目前礦井生產(chǎn)中的掘進(jìn)工作面布置在9號煤層中，其工作面順槽的寬度設(shè)計(jì)值為1200m，其走向由東向西進(jìn)行推進(jìn)，與回風(fēng)巷之間形成約為60°的夾角。工作面位于整個煤層的中東部區(qū)域內(nèi)，每隔150m存在單斜構(gòu)造，煤層的傾角平均為5°。掘進(jìn)巷道的斷面形狀設(shè)計(jì)為矩形，長為5m，寬為3m，面積為15m2，現(xiàn)階段采用的支護(hù)模式為錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)，掘進(jìn)工藝為采煤機(jī)割煤。

2 掘進(jìn)技術(shù)分析

2.1 掘進(jìn)工藝

在進(jìn)行巷道掘進(jìn)前，首先應(yīng)當(dāng)依據(jù)礦井設(shè)計(jì)圖紙確定巷道的中線位置，隨后在中線上的合適位置安裝激光指向儀，后期的掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)方向應(yīng)當(dāng)沿著激光的指向方向進(jìn)行掘進(jìn)。目前，目標(biāo)礦井巷道掘進(jìn)所使用的掘進(jìn)機(jī)型號為EBZ260型掘進(jìn)機(jī)，在巷道的開口位置處需要配合使用對應(yīng)的刮板輸送機(jī)完成煤炭及矸石的轉(zhuǎn)運(yùn)工作，其中在距離巷道口90m范圍內(nèi)的煤炭轉(zhuǎn)運(yùn)工作由刮板輸送機(jī)完成，90m之后的轉(zhuǎn)運(yùn)則由膠帶輸送機(jī)完成，其中，輸送機(jī)的皮帶應(yīng)當(dāng)延伸至開口位置進(jìn)行連接?，F(xiàn)階段，目標(biāo)礦井的掘進(jìn)需要配合液壓支架完成對應(yīng)的支護(hù)工作，錨桿的安裝通過氣動鉆機(jī)完成。

2.2 掘進(jìn)方法

關(guān)于巷道掘進(jìn)過程中的具體實(shí)施方法如下所示，在進(jìn)行巷道開口時首先需要利用綜掘機(jī)完成巷道的掘進(jìn)工作，掘進(jìn)工作的實(shí)施需要嚴(yán)格按照預(yù)先的設(shè)計(jì)圖紙施工。首先，在巷道的開口位置需要安裝錨桿以達(dá)到加強(qiáng)支護(hù)的目的，隨后安裝激光指向儀，依據(jù)具體的劃線位置進(jìn)行斷面的切割，隨后在對應(yīng)的位置處安裝錨桿。當(dāng)利用綜掘機(jī)完成一個工作循環(huán)周期后需要從迎頭位置將產(chǎn)生的煤渣及矸石運(yùn)出，運(yùn)出后需要工作人員了解巷道頂?shù)装迩闆r后進(jìn)行及時的臨時支護(hù)，當(dāng)巷道的支護(hù)符合生產(chǎn)要求后才可以進(jìn)行后續(xù)的錨桿支護(hù)工作。當(dāng)巷道頂板錨桿的安裝完成后，需要對巷道的兩幫進(jìn)行支護(hù)并安裝對應(yīng)規(guī)格的錨桿，此區(qū)段范圍內(nèi)的支護(hù)完成后再進(jìn)行下一范圍內(nèi)作業(yè)。

在巷道的支護(hù)過程中，工作人員需要在早班期間對目標(biāo)區(qū)段內(nèi)進(jìn)行設(shè)備的檢修，檢修的主要內(nèi)容包含皮帶及風(fēng)路、水路的延伸、材料的存儲、掘進(jìn)機(jī)、錨桿機(jī)、皮帶等設(shè)備的檢修。當(dāng)完成檢修任務(wù)后需要利用剩余的時間進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)。其中，巷道兩幫安裝的第一排錨桿滯后迎頭的位置應(yīng)當(dāng)小于4m;第二排錨桿滯后迎頭的位置應(yīng)當(dāng)小于10m。同時，支護(hù)過程中應(yīng)當(dāng)保證錨索支護(hù)位于掘進(jìn)機(jī)的后方位置，距離迎頭的滯后位置應(yīng)當(dāng)小于60m。在巷道掘進(jìn)過程中，當(dāng)巷道頂板及兩幫出現(xiàn)壓力集中時，巷道的頂板及兩幫容易破碎，最終為后續(xù)的巷道支護(hù)造成一定的難度。主要原因?yàn)?，錨網(wǎng)索支護(hù)方式需要緊密連接巷道的迎頭。因此，巷道掘進(jìn)過程中，為保證水能夠及時排出需要在其東側(cè)挖設(shè)水溝進(jìn)行排水，同時，隨著巷道的不斷向前推進(jìn)，應(yīng)當(dāng)對于巷道出現(xiàn)破碎的區(qū)域及時進(jìn)行注漿封堵，其中，施工的長度范圍應(yīng)當(dāng)以100m作為其施工區(qū)間。

3 巷道支護(hù)方案

3.1 臨時支護(hù)

巷道的臨時支護(hù)主要通過掘進(jìn)機(jī)及亞液壓支架完成相應(yīng)的支護(hù)作業(yè)。支護(hù)方案的選擇需要基于目標(biāo)礦井的地質(zhì)報(bào)告提出，結(jié)合礦井的實(shí)際生產(chǎn)情況確定其最佳控頂距等相關(guān)參數(shù)，其中，最大控頂距一般為2.5m，最小控頂距一般為0.2m，當(dāng)頂板的巖石破碎較為嚴(yán)重時可以將其最大控頂距適當(dāng)縮短，一般為1.4m左右。確定最佳控頂距后進(jìn)行臨時支護(hù)需要進(jìn)行巷道頂板的浮煤清理等作業(yè)，及時關(guān)閉掘進(jìn)機(jī)截割部的電磁開關(guān)，相關(guān)操作人員應(yīng)當(dāng)充分理解掘進(jìn)機(jī)的工作原理及構(gòu)造，熟練進(jìn)行相關(guān)的操作。同時，關(guān)于液壓支架前探梁的操作需要在距離迎頭位置小于0.2m的范圍內(nèi)開始相應(yīng)的操作，在此安全距離內(nèi)才可以進(jìn)行后續(xù)的相關(guān)作業(yè)，當(dāng)巷道頂板存在不平整的情況時需要墊木板等以保證前梁能與其有效貼合。

3.2 永久支護(hù)

目標(biāo)礦井選用的永久支護(hù)方案為錨網(wǎng)索+鋼帶的聯(lián)合支護(hù)方式，鋪設(shè)的長度為150mm。支護(hù)所用的設(shè)備具體規(guī)格如下：

錨桿及配件：頂板錨桿長度為2.2m，直徑為20mm，屬于左旋螺紋鋼錨桿。幫錨桿長度為2m，直徑20mm，材質(zhì)為玻璃鋼。間排距設(shè)計(jì)值為1m×1m，整體的布置沿矩形布置。每根錨桿需要配合兩根樹脂藥卷進(jìn)行填充，保證其錨固力大于50kN。配合使用的托板厚度為10mm，長150mm，寬150mm。在巷道的頂部鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)眼直徑為100mm，長邊相對接，短邊通過專用的搭扣連接。

錨索：支護(hù)所選用的錨索長度為8m，直徑為17.8mm，

間排距設(shè)計(jì)值為1.7m×3.2m，每根錨索需要配合兩根錨固劑完成其安裝。配套使用的錨索梁材質(zhì)為槽鋼，長度為0.4m，配合鋼托板完成對應(yīng)的支護(hù)作業(yè)，鋼托板為方形鋼板，邊長為150mm，厚度為12mm，其錨固力要求大于100kN。為保障支護(hù)效果，需要采用錨索梁加強(qiáng)支護(hù)，錨索梁長度為8m，直徑為20mm，其材質(zhì)為工字鋼，每根錨索梁配合三只錨固劑完成對應(yīng)的錨固工作。間排距設(shè)計(jì)值為2m×2m。

鋼帶：支護(hù)中所選用的鋼帶為直徑16mm的圓鋼，與頂部的錨桿并排布置，單根鋼帶的長度為5.7m。

混凝土：配合支護(hù)所選用的混凝土強(qiáng)度為C20，鋪設(shè)的厚度平均為0.2m。

參考文獻(xiàn)：

[1]張建新.回采掘進(jìn)巷道與采煤工作面交鋒時支護(hù)技術(shù)分析[J].機(jī)械管理開發(fā)，2018（2）：51-52.

[2]康紅普，伊丙鼎，高富強(qiáng)，呂華文.中國煤礦井下地應(yīng)力數(shù)據(jù)庫及地應(yīng)力分布規(guī)律[J].煤炭學(xué)報(bào)，2019（01）.

[3]康紅普，王國法，姜鵬飛，王家臣，張農(nóng)，靖洪文，黃炳香，楊寶貴，管學(xué)茂，王志根.煤礦千米深井圍巖控制及智能開采技術(shù)構(gòu)想[J].煤炭學(xué)報(bào)，2018（07）.

[4]龍景奎，范子毅，劉碧雁.深部巷道錨桿-錨索-圍巖變形協(xié)同研究[J].湖南科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018（01）

[5]王金華，康紅普，劉見中，陳佩佩，范志忠，袁偉茗，劉玉朋.我國綠色煤炭資源開發(fā)布局戰(zhàn)略研究[J].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2018（01）.

[6]張?jiān)?，楊圣奇，陳淼，臧傳偉，龍景?深井綜放沿空掘巷實(shí)體煤幫變形破壞機(jī)制及控制技術(shù)[J].巖土力學(xué)， 2017（04）.

[7]黨應(yīng)強(qiáng).淺埋深薄基巖煤層大采高綜采工作面切眼支護(hù)優(yōu)化研究[J].西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2017（02）.

[8]侯朝炯.深部巷道圍巖控制的關(guān)鍵技術(shù)研究[J].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2017（05）.

作者簡介：

徐二峰（1989- ），男，山西晉城人，采煤助理工程師，從事工作及研究方向：從事采煤開采專業(yè)。