大斷面綜采工作面切眼掘進(jìn)一次成巷技術(shù)研究

李 軍

（山西汾西礦業(yè)集團(tuán)賀西煤礦，山西 柳林 033300）

工作面切眼的具體設(shè)計(jì)情況與每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都有著緊密聯(lián)系，在實(shí)際施工作業(yè)開(kāi)展時(shí)，采用的機(jī)械設(shè)備、自然地理環(huán)境、作業(yè)方式等都會(huì)影響掘進(jìn)速度，因此，必須要做好施工技術(shù)分析工作，充分發(fā)揮出采用技術(shù)的作用。

1 煤礦概況

某煤礦的11509 工作面位于該煤礦的北四采區(qū)左翼，該工作面試北四采區(qū)的第三個(gè)工作面，主采煤區(qū)域厚度約為2.12 m，煤層為單斜結(jié)構(gòu)，傾斜角度約為6°，通過(guò)對(duì)該采區(qū)情況進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，依據(jù)該區(qū)域地質(zhì)情況，可以實(shí)現(xiàn)一次成巷。11509 工作面的整體長(zhǎng)度約為215.5 m，斷面寬為7.0 m，高度為2.5 m，切眼斷面面積為17.5 m2。針對(duì)11509 工作面來(lái)說(shuō)，原設(shè)計(jì)采區(qū)傳統(tǒng)施工技術(shù)開(kāi)展作業(yè)，具體施工開(kāi)展時(shí)，要采取兩次方式進(jìn)行掘進(jìn)，完成小斷面施工后，施工人員要將駕駛掘進(jìn)機(jī)退回到開(kāi)口處，進(jìn)行擴(kuò)幫處理，而通過(guò)對(duì)11509 工作面的整體情況進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，剩余部分施工作業(yè)開(kāi)展起來(lái)工序十分復(fù)雜，要將鋪設(shè)后的皮帶拆除，重新鋪設(shè)，同時(shí)，在施工開(kāi)展時(shí)要清理浮煤，具體清理起來(lái)難度大，作業(yè)面衛(wèi)生環(huán)境差，具體標(biāo)準(zhǔn)化情況難以達(dá)到預(yù)期?？偠灾扇≡O(shè)計(jì)方案，整體作業(yè)效率偏低，整個(gè)巷道成巷效率差，而且在實(shí)際開(kāi)采期間，巷道容易受礦壓影響，會(huì)發(fā)生二次破壞。

11509 工作面整體的具體生產(chǎn)銜接十分緊張，該工作面的生產(chǎn)情況對(duì)整個(gè)礦生產(chǎn)作業(yè)造成直接影響，因此，如果在具體生產(chǎn)時(shí)采取原施工技術(shù)開(kāi)展相應(yīng)施工作業(yè)，將會(huì)對(duì)后續(xù)生產(chǎn)作業(yè)產(chǎn)生不良影響，不僅浪費(fèi)大量人力、財(cái)力，而且還會(huì)降低經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)11509 工作面情況進(jìn)行全面研究，結(jié)合11509 工作面地質(zhì)實(shí)際情況、頂?shù)装逄攸c(diǎn)、煤層狀況，開(kāi)采銜接要求，調(diào)整11509 工作面切眼支護(hù)后，最終決定采取一次成巷工藝，從而快速成巷，為后續(xù)開(kāi)采作業(yè)提供支持。

2 切眼一次成巷掘進(jìn)技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

11509 工作面切眼口位于11509 皮帶巷里1 658.5 m 處，在進(jìn)行開(kāi)口前需要對(duì)11509 皮帶巷切眼開(kāi)口位置21.5 m 內(nèi)，采用螺紋鋼錨桿+鋼絞線錨索+鋼筋+鋼帶+金屬網(wǎng)方式加強(qiáng)支護(hù)。11509 皮帶巷斷面積約為11.05 m2，施工中采用2 錨桿間距離為90 cm，每排錨桿之間距離為105 cm，依據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)要求，每排需要設(shè)置6 個(gè)錨桿，施工錨索間距為200 cm，每排錨索間距離為98 cm，通過(guò)上述方式，能夠避免在實(shí)際作業(yè)期間，大斷面開(kāi)口因?yàn)閼?yīng)力原因，導(dǎo)致開(kāi)口處頂遭受?chē)?yán)重破壞[1]。

2.2 開(kāi)口處施工作業(yè)

針對(duì)切眼開(kāi)口處，在實(shí)際施工開(kāi)展時(shí)，施工人員通過(guò)對(duì)掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行應(yīng)用，完成開(kāi)口處理，開(kāi)口抹角尺寸大小為1.8 m×1.8 m，針對(duì)抹角范圍采取鋼絞線錨索+金屬網(wǎng)支護(hù)。實(shí)際開(kāi)采作業(yè)進(jìn)行期間，在開(kāi)口4.8 m 后安設(shè)錨墩，利用掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行出煤作業(yè)，開(kāi)口32.0 m 后，設(shè)置皮帶，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用完成出煤，通過(guò)這一方式，能夠省去炮掘開(kāi)口人工出煤工作面，這在一定程度上降低了開(kāi)采作業(yè)難度，而且也提高了開(kāi)采效率[2]。

2.3 割煤流程

通過(guò)對(duì)11509 工作面情況進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，由于巷道斷面較大，巷道掘進(jìn)前主要分為兩個(gè)步驟，通過(guò)兩種工藝，能夠形成一個(gè)相對(duì)完整循環(huán)，完成前一次循環(huán)后，再進(jìn)入到下一次循環(huán)，整體作業(yè)開(kāi)展時(shí)，能夠避免的發(fā)生二次擾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)切眼支護(hù)的保護(hù)，確保支護(hù)穩(wěn)定，避免發(fā)生事故。一個(gè)完整循環(huán)施工流程如圖1 所示。

圖1 一個(gè)完整循環(huán)施工作業(yè)流程

2.4 處理特殊情況的技術(shù)措施

如果在實(shí)際開(kāi)采期間遇到斷層，需要對(duì)引起斷層的原因進(jìn)行分析，依據(jù)引起斷層的具體原因，采取針對(duì)性措施進(jìn)行處理。例如，巖石完整、頂板完好，對(duì)于頂板支護(hù)，需要采取正常方式完成支護(hù)作業(yè)[3]。若受外界各項(xiàng)因素影響，導(dǎo)致頂板出現(xiàn)了破碎情況，為了確保后續(xù)施工作業(yè)順利進(jìn)行，要及時(shí)采取小端面方式開(kāi)展后續(xù)施工作業(yè)，采取這一方式處理，能夠有效縮小錨桿間的具體排距大小，進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)時(shí)，可以通過(guò)補(bǔ)強(qiáng)錨索方式實(shí)現(xiàn)[4]。

在實(shí)際開(kāi)展時(shí)，施工人員需要觀察頂板情況，若頂板發(fā)生了淋滴水現(xiàn)象，以及進(jìn)行切割煤過(guò)程中能夠聽(tīng)到放炮聲時(shí)，為了保證后續(xù)施工作業(yè)順利進(jìn)行，提高開(kāi)采產(chǎn)量，確保整個(gè)作業(yè)順利進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)采取小斷面方式開(kāi)展相應(yīng)施工作業(yè)。

2.5 觀測(cè)頂板動(dòng)壓情況

開(kāi)展切眼掘進(jìn)期間，需要指派專(zhuān)人動(dòng)態(tài)觀察巷道動(dòng)態(tài)礦壓具體情況，為了確保通過(guò)觀察能夠獲取到的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，應(yīng)對(duì)每間隔60 m 距離布置一組頂板離層儀，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)頂板具體情況的全面監(jiān)測(cè)，掌握頂板的實(shí)際變化情況。具體監(jiān)測(cè)期間，要注意下列內(nèi)容：

1）確保通過(guò)監(jiān)測(cè)獲取到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)都準(zhǔn)確、有效，如果在實(shí)際監(jiān)測(cè)中，發(fā)現(xiàn)獲取到的數(shù)據(jù)異常，不得應(yīng)用，并且要導(dǎo)致數(shù)據(jù)異常的原因進(jìn)行分析，依據(jù)分析結(jié)果，制定合理措施處理，保證最終得到數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤。

2）對(duì)于通過(guò)觀察獲取到的數(shù)據(jù)要進(jìn)行全面分析，通過(guò)分析結(jié)果能夠反映施工現(xiàn)場(chǎng)采用的支護(hù)方案是否合理，將數(shù)據(jù)作為判斷支護(hù)方案的主要依據(jù)，為后續(xù)相應(yīng)工作開(kāi)展提供支持。

3 切眼掘進(jìn)一次成巷技術(shù)創(chuàng)新與管理作業(yè)

3.1 技術(shù)創(chuàng)新

針對(duì)作業(yè)開(kāi)展中采用的技術(shù)創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）采用切眼掘進(jìn)一次成巷技術(shù)，在實(shí)際作業(yè)進(jìn)行期間能夠一次成巷，以免發(fā)生二次破壞問(wèn)題，這大幅度提高了掘進(jìn)效率，降低了維護(hù)巷道成本。

2）施工開(kāi)展時(shí)，通過(guò)對(duì)角錨索進(jìn)行應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)頂板的支撐保護(hù)，特別是針對(duì)巷道兩幫出現(xiàn)的變形情況，以及底鼓防情況能夠起到良好防治作用。

3）將被動(dòng)支護(hù)和主動(dòng)支護(hù)兩種方式合理結(jié)合到一起，提高支護(hù)效果，同時(shí)，通過(guò)大斷面施工，能夠?yàn)槭┕と藛T作業(yè)營(yíng)造一個(gè)良好作業(yè)環(huán)境，并且可以大幅度降低相關(guān)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度[5]。

3.2 管理作業(yè)

1）適當(dāng)優(yōu)化勞動(dòng)組織，對(duì)施工作業(yè)的各項(xiàng)工序進(jìn)行科學(xué)安排，確保各項(xiàng)平行交叉作業(yè)，整體施工開(kāi)展要始終都采取正規(guī)循環(huán)方式進(jìn)行。開(kāi)展切眼掘進(jìn)作業(yè)期間，要對(duì)生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行科學(xué)安排，做好施工班組編排作業(yè)，具體施工作業(yè)開(kāi)展要嚴(yán)格按照事先制定好的生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行，確保施工開(kāi)展時(shí)，班組與班組間不會(huì)存在留尾作業(yè)，提高施工效率，減少安全事故的發(fā)生。

2）在11509 工作面切眼施工作業(yè)開(kāi)展期間，要控制好施工中采用的掘進(jìn)機(jī)，確保其始終都處于正常運(yùn)行狀態(tài)，確保能夠在工期內(nèi)竣工。

3）切眼一次成巷是一項(xiàng)復(fù)雜工作，該項(xiàng)工作能夠取得成功會(huì)受到許多因素影響，主要影響因素包括巷道實(shí)際支護(hù)質(zhì)量、錨固力與預(yù)緊力矩、錨桿排距、金屬網(wǎng)質(zhì)量與鋪設(shè)等多項(xiàng)因素，每一項(xiàng)內(nèi)容都必須要符合要求標(biāo)準(zhǔn)，只有這樣才能夠能保證切眼一次成巷質(zhì)量能夠達(dá)到預(yù)期[6]。由此可見(jiàn)，具體作業(yè)開(kāi)展時(shí)，需要加強(qiáng)對(duì)切眼巷道支護(hù)實(shí)際質(zhì)量情況的檢查，并且要做好相應(yīng)監(jiān)督工作，指派專(zhuān)人對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)開(kāi)展進(jìn)行指導(dǎo)。

4 切眼掘進(jìn)一次成巷技術(shù)取得的經(jīng)濟(jì)效益

將一些成巷技術(shù)應(yīng)用到11509 工作面中，安全性高、速度快，能夠?qū)崿F(xiàn)切眼貫通，而且能夠減少材料消耗量，節(jié)約時(shí)間成本，大幅度降低相關(guān)工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。具體體現(xiàn)如下：

1）切眼掘進(jìn)一次成巷技術(shù)與兩次成巷技術(shù)相比，可以節(jié)約工期約30%左右。

2）對(duì)于作業(yè)材料，能夠節(jié)約一個(gè)幫的支護(hù)材料，發(fā)幅度降低了材料成本。

3）針對(duì)作業(yè)中采用的設(shè)備，在實(shí)際作業(yè)開(kāi)展時(shí)，能夠減少一個(gè)大循環(huán)設(shè)備搬運(yùn)，減少該搬運(yùn)設(shè)備的人力投入，降低施工難度，提高利用率。

5 結(jié)語(yǔ)

將切眼一次成巷技術(shù)應(yīng)用在11509 工作面中取得了成功，通過(guò)具體分析情況可以確定，通過(guò)對(duì)這一技術(shù)的應(yīng)用，能夠合理加快巷道掘進(jìn)速度，實(shí)現(xiàn)巷道具體情況的有效保護(hù)，并且能夠保證綜采與安裝作業(yè)可以保持同步，這為現(xiàn)代錨桿支護(hù)技術(shù)的合理應(yīng)用打下了一個(gè)堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用與推廣是可行的。