煤巷大斷面支護(hù)及綜掘機(jī)拐彎技術(shù)要點(diǎn)分析

黃小康 鄭亮

摘要：采煤生產(chǎn)工藝中，因施工作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，必須做好巷道斷面支護(hù)工作，確保掘進(jìn)生產(chǎn)安全高效。本文結(jié)合實(shí)際巷道情況，對(duì)大斷面支護(hù)技術(shù)和綜掘機(jī)拐彎技術(shù)進(jìn)行分析，確保煤礦綜采安全和生產(chǎn)效益目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：煤礦開(kāi)采;巷道大斷面支護(hù);綜掘機(jī)拐彎技術(shù)

1引言

煤炭資源是國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的重要資源，隨著煤礦開(kāi)采深度的增加，面臨的狀況日益復(fù)雜。不確定性因素的存在使煤炭開(kāi)采的難度增大，加強(qiáng)巷道斷面支護(hù)是保證煤炭開(kāi)采生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效率的重要保障。

2某巷道情況概述

巷道地表位于海子邊東南一帶山坡地，地表標(biāo)高+980～+1006.1m，埋深+472.6～533.1m。井下標(biāo)高+510～+552.2m。工作面對(duì)應(yīng)地表位于海子邊東南方一帶的山坡地，由于巷道埋深+472.6～553.1m，該巷道掘進(jìn)對(duì)地表無(wú)影響。

巷道位于二疊系宣威組上段的8#煤層中掘進(jìn)，區(qū)域煤巖層傾角為3～15°，平均傾角為8°，其煤層硬度系數(shù)為1～3。巷道頂、底板圍巖主要為砂巖、粉砂巖、泥巖、粘土巖等，頂?shù)装鍘r層硬系數(shù)為4～6。該巷在8#煤層中掘進(jìn)，瓦斯含量小于6m3/t，巷道有一定的起伏。掘進(jìn)過(guò)程中可能遇到其他隱伏小構(gòu)造，掘進(jìn)時(shí)應(yīng)隨時(shí)注意巖層變化情況。該巷掘進(jìn)時(shí)在保護(hù)層保護(hù)區(qū)域內(nèi)，可解析瓦斯含量為1.9359T/m3，瓦斯對(duì)本巷道掘進(jìn)影響較小。

本巷道掘進(jìn)過(guò)程中不存在沖擊地壓及應(yīng)力集中區(qū)，巷道內(nèi)溫度在22°左右，對(duì)巷道掘進(jìn)無(wú)影響。巷道從7#抽采石門掛口施工過(guò)程中注意巷道交岔口段強(qiáng)化支護(hù)。由于煤層傾角變化，8106皮帶巷北段及聯(lián)絡(luò)巷布置期間，巷道有一定起伏，在低洼段可能有積水，掘進(jìn)前應(yīng)考慮臨時(shí)排水系統(tǒng)。

3煤巷大斷面支護(hù)技術(shù)

8106皮帶巷聯(lián)絡(luò)巷設(shè)計(jì)為異性斷面，轉(zhuǎn)向后為8106皮帶巷設(shè)計(jì)為矩形斷面，里程37m處設(shè)置矩形信號(hào)硐室。

異性斷面設(shè)計(jì)：8106皮帶巷聯(lián)絡(luò)巷開(kāi)口施工39m，坡度隨煤層變化掘進(jìn);巷道掘進(jìn)斷面為13.65m2，凈斷面為12.23m2，掘進(jìn)寬度4.7m，高幫掘進(jìn)高度3.952m，低幫掘進(jìn)高度為2.216m，凈寬為4.5m，高幫凈高為3.46m，低幫凈高為2.14m。

矩形斷面設(shè)計(jì)：8106皮帶巷聯(lián)絡(luò)巷施工39m后，按方位角a=145°59′54″轉(zhuǎn)向施工8106皮帶巷北段102m;巷道掘進(jìn)斷面15.08m2，凈斷面為14m2，掘進(jìn)寬度為5.2m，掘進(jìn)高度為2.9m，凈寬為5m，凈高為2.8m。

信號(hào)硐室斷面設(shè)計(jì)：掘進(jìn)斷面為8.32㎡，凈斷面為7.5㎡，掘進(jìn)寬度為3.2m，掘進(jìn)高度為2.6m，凈寬3m，凈高2.5m，深度為2m。

3.1巷道臨時(shí)支護(hù)

采用單體液壓支柱+鋼筋網(wǎng)作為臨時(shí)支護(hù)，分為DW31.5型、DW28型及DW25型;DW28型規(guī)格為：最大高度為2800mm，工作行程570mm，初撐力為90KN，液壓缸直徑100mm，重量50kg;DW25型規(guī)格為：最大高度為2500mm，重量40kg;DW31.5型規(guī)格為：最大高度為3150mm，重量60kg，其余參數(shù)均與DW28型相同。

現(xiàn)場(chǎng)單體液壓支柱數(shù)量：DW31.5型、DW28型、DW25型，共9根。木墊板規(guī)格及數(shù)量：長(zhǎng)×寬×厚=300mm×150mm×50mm，不少于15塊。單體液壓支柱及木墊板一起堆放在耙裝機(jī)后20m范圍的巷道內(nèi)。

掘進(jìn)找頂后，必須立即使用單體液壓支柱戴帽施工臨時(shí)支護(hù)，且支柱必須帶帽，臨時(shí)支護(hù)與永久支護(hù)距離為1000mm，柱帽采用規(guī)格為：長(zhǎng)×寬×厚=300×200×30mm的木板。永久支護(hù)完畢后，當(dāng)空頂≥800mm時(shí)，必須施工臨時(shí)支護(hù)。

臨時(shí)支護(hù)防倒措施：采用14#鉛絲將輕型單體液壓支柱固定于頂板金屬網(wǎng)上，防止支柱卸壓滑倒傷人。檢查支護(hù)的預(yù)緊力，出現(xiàn)卸壓時(shí)，及時(shí)補(bǔ)液加壓，確保支柱支撐有效。

掘進(jìn)后找頂工具及規(guī)定數(shù)量的單體液壓支柱、柱帽必須搬至磧頭，找頂后立即采用戴帽輕型單體液壓支柱施工臨時(shí)支護(hù)，臨時(shí)支護(hù)可靠后方可進(jìn)行作業(yè)，施工臨時(shí)支護(hù)必須站在永久支護(hù)一側(cè)操作。

臨時(shí)支護(hù)工序?yàn)椋呵脦蛦?wèn)頂→單體液壓支柱準(zhǔn)備→連接水管及注壓閥→加墊板帶帽+金屬網(wǎng)貼巖面→注壓穩(wěn)固→頂部錨桿支護(hù)→轉(zhuǎn)磧頭→永久支護(hù)。

3.2巷道永久支護(hù)

8106皮帶巷北段及聯(lián)絡(luò)巷錨桿長(zhǎng)度及間、排距的確定：

1.錨桿長(zhǎng)度的確定：L≥L1+L2+L3

式中：L——錨桿總長(zhǎng)度m;L1——錨桿外露長(zhǎng)度m;頂錨桿取0.13，幫錨桿取0.13;L2——有效長(zhǎng)度m;L3——錨入巖（煤）層內(nèi)深度m，取0.6。

L2中，圍巖松動(dòng)圈冒落高度0.72m，幫錨桿取幫破碎深度0.31m。

頂錨桿L=0.13+0.72+0.6=1.45m，頂錨桿2.2m≥1.45m符合設(shè)計(jì)要求。

幫錨桿L=0.13+0.31+0.6=1.04m，幫錨桿1.8m≥1.04m符合設(shè)計(jì)要求。

4綜掘機(jī)拐彎技術(shù)要點(diǎn)

煤礦開(kāi)采中，巷道拐彎是影響開(kāi)采質(zhì)量的重要因素。傳統(tǒng)拐彎作業(yè)采用的是放炮挖掘的方法，確定放炮位置，然后挖掘炮砵位置，黨綜掘機(jī)運(yùn)行到拐彎位置時(shí)可用人力進(jìn)行加固。這種方式需要根據(jù)綜掘機(jī)的運(yùn)行情況進(jìn)行切眼作業(yè)，每次切眼作業(yè)在綜掘機(jī)前行5～10m后開(kāi)始，切眼長(zhǎng)度在5m左右。切眼完畢再以炮擊的形式繼續(xù)。黨綜掘機(jī)拐彎快要結(jié)束時(shí)，做好準(zhǔn)備，以人工方式進(jìn)行設(shè)備拆除。這種拐彎方式在應(yīng)用中由于人工作業(yè)量大，因此作業(yè)危險(xiǎn)性高。因此，針對(duì)這一問(wèn)題對(duì)綜掘機(jī)拐彎技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。當(dāng)綜掘機(jī)行進(jìn)到預(yù)先設(shè)定的切眼位置時(shí)，開(kāi)展加固作業(yè)，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。對(duì)切眼位置以四岔口的形式進(jìn)行切口控制。所有施工作業(yè)在中央控制室內(nèi)完成。另外，為了降低綜掘機(jī)拐外過(guò)程中容易受到外界因素的影響，對(duì)綜掘機(jī)履帶進(jìn)行改造，將履帶尾部縮短20%，進(jìn)行切眼改造，提高拐彎作業(yè)效率。嚴(yán)格控制綜掘機(jī)拐彎作業(yè)參數(shù)，確保數(shù)據(jù)參數(shù)精準(zhǔn)。避免人為經(jīng)驗(yàn)注意，嚴(yán)格按照軟件分析模擬的結(jié)果進(jìn)行施工。對(duì)綜掘機(jī)拐彎運(yùn)行軌跡進(jìn)行模擬，確定綜掘機(jī)移動(dòng)行進(jìn)的路線，有效保證綜掘機(jī)順利運(yùn)行到預(yù)定切眼位置，提升綜掘機(jī)拐彎效率。

5技術(shù)應(yīng)用效果分析

結(jié)合煤礦實(shí)際情況，通過(guò)對(duì)巷道大斷面支護(hù)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，優(yōu)化綜掘機(jī)拐彎技術(shù)，減少生產(chǎn)人工作業(yè)量，提高生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效率。通過(guò)優(yōu)化工藝技術(shù)，大大縮短開(kāi)采作業(yè)周期，減少作業(yè)成本，保障企業(yè)生產(chǎn)效益目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

6結(jié)語(yǔ)

綜上所述，煤礦生產(chǎn)中，施工對(duì)應(yīng)嚴(yán)格按照現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)出的巷道中線和坡度施工，有效控制巷道方向和坡度。大斷面支護(hù)有效提升斷面支護(hù)效果，消除地質(zhì)復(fù)雜條件產(chǎn)生的支護(hù)問(wèn)題，提升開(kāi)采效率。綜掘機(jī)拐彎技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離施工，減少人員工作量，縮短綜掘機(jī)拐彎周期，保障企業(yè)生產(chǎn)效益目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]掘進(jìn)工作面綜掘機(jī)拐彎施工技術(shù)研究與應(yīng)用[J].山西焦煤科技，2019，43（1）：38.