連續(xù)采煤機(jī)開(kāi)切眼頂板控制

趙海妮 韓召

（內(nèi)蒙古鄂爾多斯永煤礦業(yè)投資有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017212）

一、前言

神東礦區(qū)為我國(guó)首個(gè)億噸級(jí)煤炭基地，近年來(lái)，該地區(qū)的原煤產(chǎn)量均在4 億噸以上，以鄂爾多斯煤炭地區(qū)為代表的高產(chǎn)高效礦井是我國(guó)煤炭工業(yè)發(fā)展的新模式。在原系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加1 臺(tái)梭車(chē)和1 倍的聯(lián)絡(luò)巷道數(shù)量后的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以使系統(tǒng)的掘進(jìn)速度提高1 倍左右，生產(chǎn)效率提高70%左右。連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中頂板控制始終是影響安全和效率的重要問(wèn)題，工作面開(kāi)切眼由于斷面積較大，對(duì)原巖破壞較大，穩(wěn)定性相應(yīng)也較差，頂板的控制和管理難度相應(yīng)增大，應(yīng)格外關(guān)注。

二、開(kāi)切眼頂板控制

在連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)工作面開(kāi)切眼的過(guò)程中，對(duì)頂板起決定性作用的是工作面的整體圍巖狀態(tài)，掘進(jìn)施工質(zhì)量和支護(hù)質(zhì)量。馬泰壕煤礦現(xiàn)階段主要開(kāi)采+870m 煤層，埋藏深度約為400m，開(kāi)采條件十分優(yōu)越，工作面頂板一般較為穩(wěn)定，局部區(qū)域可能存在小的地質(zhì)構(gòu)造帶或者破碎帶，總體上，地質(zhì)條件對(duì)大斷面長(zhǎng)距離的開(kāi)切眼頂板影響不大，所以連續(xù)采煤機(jī)的掘進(jìn)施工質(zhì)量和跟進(jìn)的支護(hù)質(zhì)量對(duì)開(kāi)切眼的頂板控制起著關(guān)鍵作用。

（一）加強(qiáng)掘進(jìn)管理

要嚴(yán)格按照作業(yè)規(guī)程規(guī)定進(jìn)行連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)作業(yè)。煤機(jī)先從切眼前進(jìn)方向的左側(cè)(切眼副幫)掘出5.6m 寬的小斷面(嚴(yán)格執(zhí)行左切槽，右采垛的截割方式)，然后煤機(jī)退出，待錨桿機(jī)支護(hù)完成后，煤機(jī)調(diào)機(jī)再掘小斷面。掘進(jìn)小斷面1 個(gè)循環(huán)后，煤機(jī)調(diào)出對(duì)切眼正幫進(jìn)行擴(kuò)幫，擴(kuò)幫完成后，煤機(jī)再調(diào)入掘進(jìn)5.6m 寬的小斷面，錨桿機(jī)調(diào)出支護(hù)3.6m 寬的擴(kuò)幫巷道，支護(hù)過(guò)程中，同時(shí)將頂板的錨桿、錨索支護(hù)到位，確保頂板管理安全可靠，這樣小斷面掘進(jìn)與擴(kuò)幫交替進(jìn)行，并且煤機(jī)和錨桿機(jī)之間有足夠的安全距離，平行作業(yè)，不相互沖突。

在連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中，循環(huán)進(jìn)度是重要的影響因素，施工中應(yīng)視頂板情況嚴(yán)格控制循環(huán)進(jìn)度。頂煤厚度大于500mm、直接頂完整、裂隙不發(fā)育、無(wú)地質(zhì)構(gòu)造的情況下切眼小斷面循環(huán)進(jìn)度為12m，切眼擴(kuò)幫最大循環(huán)進(jìn)度為12m；頂煤小于500mm、頂板完好無(wú)裂隙，切眼小斷面最大循環(huán)進(jìn)度調(diào)整為不大于6m，切眼擴(kuò)幫最大循環(huán)進(jìn)度為不大于6m；頂板出現(xiàn)裂隙、離層、掉渣等，切眼小斷面最大循環(huán)進(jìn)度調(diào)整為不大于3m，切眼擴(kuò)幫最大循環(huán)進(jìn)度為不大于3m；頂板異常時(shí)，煤機(jī)司機(jī)必須進(jìn)一步縮小循環(huán)進(jìn)度。若局部地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，出現(xiàn)頂板破碎、頂板淋水大、局部冒頂時(shí)，必須采取短掘支，最大循環(huán)進(jìn)尺為2m，頂板維護(hù)困難時(shí)，循環(huán)進(jìn)度為1m。遇地質(zhì)構(gòu)造時(shí)必須采取補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，并制定相應(yīng)的安全技術(shù)措施。

（二）加強(qiáng)支護(hù)管理

3107 工作面切眼頂板采用錨網(wǎng)索+M 鋼帶進(jìn)行支護(hù)。錨桿選用φ22×2200mm 左旋螺紋鋼錨桿，每根錨桿使用K2370 型錨固劑1支，設(shè)計(jì)錨固力100kN。錨桿間排距為1000×1000mm，錨桿托盤(pán)為150×150×12mm 的穹形鐵托盤(pán)；網(wǎng)片為1.2m×2.1m 的鋼筋網(wǎng)，采用φ6mm 圓鋼焊接，網(wǎng)格為100mm×100mm，網(wǎng)片搭接長(zhǎng)度不小于100mm，用雙股14#鐵絲綁扎，綁扎間距不大于300mm，三花布置，要求垂直于巷道掘進(jìn)方向使用錨桿壓住接茬，為保證頂板支護(hù)質(zhì)量，每循環(huán)進(jìn)尺的搭接點(diǎn)的網(wǎng)片接茬原則上可以不使用錨桿壓住，當(dāng)頂板破碎或者有其他必要情況時(shí)，要補(bǔ)打一定數(shù)量的錨桿，壓住接茬位置；錨索選用5+3支護(hù)方式即：5 根φ21.8×10300mm 錨索（配合M 鋼帶支護(hù)）與3 根φ28.6×10300mm 錨索間隔1 排交錯(cuò)布置（具體布置方式見(jiàn)附圖11），M 鋼帶每排布置2 根，規(guī)格：長(zhǎng)4400×寬150×厚5mm 和規(guī)格：長(zhǎng)2400×寬150×厚5mm，各1 根。

3107 工作面切眼斷面大，長(zhǎng)度長(zhǎng)，錨索支護(hù)工藝十分重要。小斷面掘進(jìn)完后先支護(hù)相應(yīng)的錨索+M 鋼帶，擴(kuò)幫后再支護(hù)擴(kuò)刷側(cè)的錨索+M 鋼帶。每個(gè)循環(huán)錨桿支護(hù)完后，必須及時(shí)按設(shè)計(jì)施工錨索，錨索支護(hù)必須緊跟工作面迎頭，嚴(yán)禁滯后施工，擴(kuò)幫前對(duì)應(yīng)小斷面段錨索必須支護(hù)到位，否則不得擴(kuò)幫。錨索外露長(zhǎng)度150--250mm，孔深允許偏差范圍為0—50mm，孔距允許偏差范圍為±100mm，成孔直徑要匹配相應(yīng)的錨索。φ21.8×10300mm 錨索錨索初漲力不得小于180KN,破斷拉力不得小于60噸;φ28.6×10300mm 錨索錨索初漲力不得小于210KN，破斷拉力不得小于90 噸。

在大斷面巷道開(kāi)采期間采用連采機(jī)設(shè)備可以獲得良好的施工效果，為了確保技術(shù)應(yīng)用的合理性，施工人員應(yīng)做好以下幾點(diǎn)工作。一是合理設(shè)計(jì)施工方案，針對(duì)掘進(jìn)工程的實(shí)際情況優(yōu)化快速掘進(jìn)技術(shù)，制定科學(xué)完善的掘進(jìn)方案，確保掘進(jìn)效果。二是做好安全管理工作，施工期間應(yīng)安全管理巷道掘進(jìn)與支護(hù)作業(yè)，及時(shí)消除安全隱患，確保作業(yè)的安全性。且期間還應(yīng)做好技術(shù)交底工作，督促施工人員做好安全防護(hù)，三是嚴(yán)格把控技術(shù)質(zhì)量，施工人員應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)的文明施工規(guī)范，在機(jī)械設(shè)備與人員方面進(jìn)行嚴(yán)控，在實(shí)現(xiàn)快速作業(yè)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，保證開(kāi)采作業(yè)的質(zhì)量與效率。

三、結(jié)論

3107 切眼斷面大，高度為4.2m，寬度為9.2m，斷面積為38.64m2、長(zhǎng)度達(dá)到299m，在掘進(jìn)施工中頂板事故為最大的安全隱患。在掘進(jìn)過(guò)程中，工作面嚴(yán)格按照作業(yè)規(guī)程規(guī)定進(jìn)行連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)作業(yè)和頂板支護(hù)，通過(guò)合理控制掘進(jìn)循環(huán)進(jìn)度，提高掘進(jìn)工程質(zhì)量，加強(qiáng)工作面切眼的支護(hù)強(qiáng)度，有效地控制了工作面的頂板，在掘進(jìn)施工中未發(fā)生冒頂?shù)仁鹿?，為日后的生產(chǎn)準(zhǔn)備奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。