大斷面巷道支護(hù)技術(shù)應(yīng)用

劉 濤

（汾西礦業(yè)集團(tuán)高陽煤礦， 山西 孝義 032300）

引言

某煤礦大斷面巷道支護(hù)施工，有效提高了礦井巷道支護(hù)的利用率、通風(fēng)、防沖及機(jī)電運輸?shù)确矫娴陌踩?。與此同時，為工作人員創(chuàng)設(shè)了較好的工作環(huán)境，利于嚴(yán)格控制企業(yè)成本、維護(hù)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因而應(yīng)有效運用大斷面巷道支護(hù)技術(shù)。

1 大斷面巷道支護(hù)改革狀況分析

參照相關(guān)大斷面支護(hù)改革文件標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定，進(jìn)行了該礦21141 工作面大斷面巷道支護(hù)、21172 工作面大斷面巷道支護(hù)。21172 工作面屬于主配采工作面，能實行該礦調(diào)整布局，達(dá)到大斷面支護(hù)的最佳效果，該礦通過與院校合作，可結(jié)合工作面地質(zhì)力學(xué)環(huán)境、深部巷道圍巖情況，確定大斷面、保證預(yù)應(yīng)力、圍巖穩(wěn)定性、局部巷道封閉狀態(tài)等方面的安裝要求，從而為這一巷道支護(hù)提供指導(dǎo)。21172 工作面上巷及下巷設(shè)計長度分別為1 460 m、1 465 m，切眼尺寸為180 m，上、下巷均選擇錨網(wǎng)索及36U 拱形可縮性支架支護(hù)作業(yè)，保留350 mm 左右讓壓距，設(shè)計巷道高度、寬度、掘進(jìn)斷面、凈斷面分別為5 m、6.2 m、32.5 m2、25 m2。錨桿使用的為Ф22 mm×2 500 mm 全螺紋等強(qiáng)錨桿、1 節(jié)ZK2350 型樹脂藥卷，將間排距設(shè)計為600 mm×600 mm，選用雙層菱形金屬網(wǎng)、鋼絞線錨索，頂部有4根Ф18 mm×8 000 mm 錨索，兩幫使用4 根Ф18 mm×6 000 mm 錨索，另外U 型鋼棚間建議通過9 道連接板進(jìn)行連接處理，目的是為提高支架的穩(wěn)定，當(dāng)前上巷、下巷分別掘進(jìn)了700 m、430 m。

2 大斷面支護(hù)改革、支護(hù)技術(shù)應(yīng)用情況研究

大斷面巷道內(nèi)部容易發(fā)生工作面變形問題，這會對工作人員生命安全、項目進(jìn)度構(gòu)成直接的影響，因而需在施工前進(jìn)行礦井內(nèi)部深度探測、分析，如果存在監(jiān)測圖像內(nèi)部煤礦巷道位移問題，應(yīng)在第一時間分析相關(guān)參數(shù)變化，做好相應(yīng)的記錄工作。

2.1 提高管理人員的重視度

其一，煤礦企業(yè)定期組織專題會議非常必要，要求正確看待安全掘進(jìn)、巷道支護(hù)改革相關(guān)工作，提高該方面的重視以便為巷道支護(hù)改革奠定堅實基礎(chǔ)[1]。其二，需要基礎(chǔ)區(qū)隊聯(lián)系具體狀況實行任務(wù)合理分配、評定工程驗收。其三，生產(chǎn)技術(shù)部門定期對快速掘進(jìn)相關(guān)經(jīng)驗進(jìn)行總結(jié)、分析，借助礦區(qū)OA 自動辦公系統(tǒng)的作用，及時發(fā)布一些快速掘進(jìn)相關(guān)論文，有效調(diào)動相關(guān)工作人員參與進(jìn)來，然后給出相應(yīng)的建議、反饋，目的是為了快速掘進(jìn)持續(xù)改進(jìn)工作奠定堅實的基礎(chǔ)。其四，每周為單位開展頂板管理例會及掘進(jìn)例會活動，主要分析大斷面巷道支護(hù)常見問題，針對未嚴(yán)格遵照施工者予以相應(yīng)的懲處，認(rèn)真按照要求施工者給予一定的獎勵，從而有效調(diào)動基層單位快速掘進(jìn)的工作熱情。其五，由調(diào)度室整理上巷進(jìn)尺、下巷進(jìn)尺方面內(nèi)容，并將其作為調(diào)度會通報的主要部分，旨在細(xì)化統(tǒng)計工作面進(jìn)尺、錨桿質(zhì)量相關(guān)工作，在發(fā)生生產(chǎn)問題時及時處理。

2.2 施工工藝方法的優(yōu)化對策

生產(chǎn)技術(shù)部門需聯(lián)系具體狀況作以總結(jié)、對比、分析等處理，在此之后編制該礦大斷面巷道支護(hù)方案用以滿足安全生產(chǎn)的具體需要，為加工、現(xiàn)場施工提供良好的支持[2]。為降低巷道高度所致施工挑戰(zhàn)性大的問題，建議使用大功率、截割大寬度，以及高度高等的綜掘機(jī)，通過臺階法進(jìn)行施工作業(yè)，將巷道按照2個部分施行，上部割出施工臺階的深度、高度分別為1.2 m、2.6 m。工作人員在臺階上施工頂板、煤墻護(hù)幫網(wǎng)，對斷面高重新搭設(shè)工作臺問題進(jìn)行處理的效果理想，而且能夠規(guī)范工作人員上操作臺行為、下工作臺行為。不僅如此，斷面大的情況下建議采取綜掘機(jī)，及時割出兩側(cè)棚腿的位置并實行打錨網(wǎng)操作，應(yīng)遵循中腰線、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)架設(shè)棚柜，然后實行U 型卡將腿固定于幫錨桿位置，將原上梁掘進(jìn)機(jī)截割頭第二環(huán)截齒挑梁轉(zhuǎn)變，此時架棚經(jīng)45 min 左右降低至20 min 左右，可有效節(jié)省操作的時間。使用風(fēng)動錨桿安裝機(jī)具，對錨桿螺絲作以緊固，并有效改變原上錨桿螺絲人工扳手處理的模式，每根節(jié)省時間約5 min 左右，錨桿預(yù)緊力加強(qiáng)，這時可通過卡纜并環(huán)提高棚腿連接部位強(qiáng)度及固定的效果，認(rèn)真實行連接、棚梁搭接位置標(biāo)記操作，從而利于從根本上保證架棚的整體質(zhì)量。

2.3 多工序平行作業(yè)要點

完成正前卸壓爆破孔和兩側(cè)卸壓爆破孔平行作業(yè)，進(jìn)行煤壁注水、大型材料運輸，以及道軌延伸鋪設(shè)、各個管路及風(fēng)筒延伸等工作，以此嚴(yán)格控制各項操作的時間。除此之外，應(yīng)該將放卸壓炮安排在交接工作時，其他工作人員認(rèn)真做好施工準(zhǔn)備工作，使用EDS0200 綜掘機(jī)的能力較強(qiáng)，可加快出煤的速度，確保巷道整體成型的效果。采用特殊底皮帶凹形托輥裝置，可運輸小型支護(hù)材料，達(dá)到平行作業(yè)的具體標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行頂幫錨桿安裝時，在滯后窩面＜6 m 范圍頂部錨索作以安設(shè)處理，以此確保支護(hù)作業(yè)的效率，要求遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)完成頂部離層儀、錨桿測力計安裝相關(guān)工作，然后實行礦壓觀測、平行作業(yè)[3-4]。與此同時，應(yīng)使用功率較大的綜掘機(jī)，開掘進(jìn)機(jī)時安排1 人看燈，主要負(fù)責(zé)安全問題；1 人負(fù)責(zé)膠帶輸送機(jī)安全運行其他運料，做好相關(guān)準(zhǔn)備工作。此外，結(jié)合煤體軟硬程度應(yīng)用幫錨桿后工作面為8 m，可獲得平行作業(yè)的效果。

2.4 配置相應(yīng)的裝備

獲得企業(yè)方面支持的同時，定期引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備，能滿足快速掘進(jìn)的要求，對整體布局作以調(diào)整，并充分發(fā)揮出設(shè)備的最大應(yīng)用價值。采用EDS-200 型綜掘機(jī)能提高出煤的安全、效率，在這個過程使用氣動手持鉆機(jī)緊固卡纜螺絲、錨桿螺絲，主要的目的為加強(qiáng)錨桿預(yù)緊力、提升錨桿安裝的速度，使得安裝質(zhì)量得到有效保障[5]。值得一提的是，風(fēng)動錨桿鉆機(jī)及風(fēng)動錨索鉆機(jī)的使用，在減少錨桿施工、錨索孔施工的時間方面優(yōu)勢突出，同時能夠確保鉆孔施工質(zhì)量、加快打錨桿支護(hù)的速度[6]。

3 大斷面巷道支護(hù)效果探討

3.1 在安全生產(chǎn)方面的效果

隨著斷面、巷道高度、寬度等的不斷加大，致使巷道四周支撐壓力高峰區(qū)容易受到煤層深部轉(zhuǎn)移，這時支撐壓力高峰區(qū)和巷道間煤體厚度發(fā)生變化，所以沖擊作用下煤體緩沖應(yīng)力釋放，巷道破壞、沖擊地壓作用下造成的影響較大，而且抗變形能力得以提升，有助于很好的處理沖擊地壓問題、巷道壓力大問題，并加強(qiáng)抗變形方面能力。沖擊地壓的發(fā)生允許巷道變形量增加，可釋放煤體應(yīng)力，提供一定的讓壓空間，有助于加強(qiáng)對工作人員的保護(hù)，沖擊地壓后恢復(fù)生產(chǎn)的時間得以控制，究其原因和巷道使用大斷面強(qiáng)聯(lián)鎖、強(qiáng)支護(hù)存在緊密關(guān)聯(lián)性，故此會在變形問題發(fā)生后恢復(fù)正常作業(yè)。大斷面巷道掘進(jìn)后風(fēng)筒經(jīng)原Ф600 mm 增加到Ф1 000 mm 變化，局部通風(fēng)機(jī)通過28 kW 增加到110 kW 變化，掘進(jìn)供風(fēng)能力由250 m3/min 增加到850 m3/min 變化，綜放工作面風(fēng)量會≥1 600 m3/min，這時21141 工作面、21172 工作面瓦斯?jié)舛冉档椭?.3%左右。不僅如此，全礦井通風(fēng)阻力下降，礦井負(fù)壓經(jīng)2 600 Pa 降低到1 800 Pa 左右，并可保證通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低礦井通風(fēng)機(jī)高負(fù)壓通風(fēng)，對治理瓦斯和煤層自然防護(hù)的影響較大。大斷面錨網(wǎng)索和36U型鋼支護(hù)，會按照被動到主動的方向進(jìn)行支護(hù)方面改變，能夠很好的利用錨網(wǎng)和錨索，防止發(fā)生軟煤體、煤體氧化升溫、火災(zāi)事件等情況。大斷面支護(hù)巷道通行、運料均非常便捷，可提高工作人員工作便捷性、舒適度，確保工作的安全空間及工作環(huán)境充足，大斷面巷道支護(hù)改革有助于在第一時間消除回采工作面超前應(yīng)力區(qū)域爬行通道，還能維護(hù)工作人員的權(quán)益、確保工作人員的健康[7-8]。

3.2 在經(jīng)濟(jì)效益方面的效果

21172 工作面使用的為大斷面巷道支護(hù)，可有效提高大斷面巷道支護(hù)作業(yè)的效益。21201 工作面下巷會采用錨網(wǎng)及工字鋼拱形支架進(jìn)行支護(hù)作業(yè)，巷道斷面面積在15 m2左右，巷道初始掘進(jìn)材料的資金約為5 780 萬元/m，掘進(jìn)巷道費用為1 700 元/m，這一巷道壓力非常大、支護(hù)強(qiáng)弱擴(kuò)修3 次，累計材料費用為11 790 元/m。21172 下巷會采用高強(qiáng)度錨網(wǎng)索和36U大斷面支護(hù)，巷道斷面在20 m2左右，巷道掘進(jìn)數(shù)月核算巷道初始掘進(jìn)材料費用為14 000 元/m，工作人員工資3 850 元/m。

4 結(jié)語

大斷面掘進(jìn)作業(yè)施行后，確定了大斷面巷道支護(hù)規(guī)范、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可為煤巷支護(hù)時禁止返修打下良好的基礎(chǔ)，如此一來能夠達(dá)到長壁工作面生產(chǎn)斷面要求的同時，使得回采動壓簡化、順利進(jìn)行超前加強(qiáng)支護(hù)作業(yè)，明確支護(hù)技術(shù)的發(fā)展方向。同時采煤技術(shù)持續(xù)完善開采深度加大、地下深層環(huán)境較差，煤礦企業(yè)為提高開采工作量，應(yīng)明確開采安全方面的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)運用支護(hù)技術(shù)進(jìn)行處理，以此提高大斷面巷道支護(hù)的整體效率和安全性。