浅谈沿空掘巷快速掘进技术

万法军

(河南永锦能源有限公司云盖山煤矿一矿,河南许昌 461670)

浅谈沿空掘巷快速掘进技术

万法军

(河南永锦能源有限公司云盖山煤矿一矿,河南许昌 461670)

随着煤炭资源的开采,我国煤矿开采深度逐年增加,为了更好开采利用煤炭资源,减少成本,快速、安全、高效地掘进巷道已经成为煤矿生产的关键。如何将快速掘进技术有效的应用到沿空掘巷中,是现代化矿井采掘生产所面临的重要问题。

沿空掘巷 支护 快速掘进 技术

1 沿空掘巷巷道特点

沿空掘巷就是沿已稳定的采空区边缘或与采空区之间留小煤柱布置巷道,在巷道掘进时,相邻采空区岩层活动相对已经停止,其回采期引起的应力重新分布也趋于稳定,此时,沿空掘进的巷道处于应力降低区,有利于巷道维护。

沿空掘巷的矿山压力显现规律与普通巷道相比有其自身的特殊性:①巷道位于支撑压力降低区,巷道掘进过程中压力不大;②巷道掘进后引起支撑压力重新分布,巷道压力显现不强烈;③沿空掘巷破坏了原有平衡,在巷道边缘的煤体会出现新的破裂区、塑性区,支撑压力向煤体深部移动,移动距离近似等于煤柱宽度,应力场扰动不大,一般经过10d变形速度趋向稳定。

2 沿空掘巷支护方案设计

(1)顶板支护。采用 20mm×2200mm高强锚杆+3.6mM钢带+钢筋网支护,顶锚杆的间排距设计均为800mm,与12#槽钢加工的3m锚索梁+8m锚索联合支护。①顶锚杆安装技术。顶板采用锚网带支护,锚杆选用 20mm×2200mm高强锚杆,每根高强锚杆使用MSK2335型锚固剂2个,设计锚固力80KN,间排距为800mm×800mm,锚杆托盘为150mm×100mm×12mm的M托盘,选用3.6m长的M钢带,钢带排距为800mm,网为钢筋网(1000mm×2000mm),钢筋网搭接长度不小于100mm,用双股12#铁丝绑扎,绑扎间距不大于300mm,平焊网两端必须铺设到巷道两边且竖直向下露头不小于100mm,与两帮部双抗网、钢板网连接好,不得露顶。②锚索安装技术。顶板采用锚索梁加强支护,分别在距两端头200mm及中点处钻 20mm孔(地面加工后入井使用),锚索梁沿巷道中心线平行布置2排(中心线偏左1000mm一排,中心线偏右1200mm一排),间距为2400mm。锚索孔深度7500mm(锚索规格 15.24mm、长度为8000mm),每根锚索用MSK2335型锚固剂5个,预紧力100KN(使用MS15-230/55型手动锚索张拉机具张拉至预紧力,压力表指示数据达到23MPa时为合格),锚索专用截具,保证外露长度为50～100mm。在打注锚索时槽钢锚索梁内必须采用专门加工的铁垫片(100mm×200mm×10mm)。锚索梁滞后工作面的最大距离不超过40m。掘进施工中根据顶板情况及时缩短锚索梁滞后掘进面的距离。

(2)帮部支护。采用 18mm×2200mm高强锚杆+2.5m横向钢筋梯+钢筋网+双抗网支护,帮锚杆的间排距设计为750mm×800mm。帮锚杆安装技术:帮部采用锚网梯支护,锚杆选用 18mm×2200mm高强锚杆,锚杆间排距为750mm×800mm,矩形布置,从顶板向下300mm开始起锚,每根锚杆使用MSK2335型锚固剂2个,设计锚固力为80KN。从煤帮向外依次采用4.0m×1.4m的双抗网、1m×2m的钢板网、2.5m长的竖向钢筋梯及150mm×150mm×8mm的铁托盘支护。双抗网与双抗网之间、双抗网与顶板平焊网之间用尼龙绳均匀缠绕连接好,双抗网连网孔间距不得大于150mm,尼龙绳与尼龙绳接头处不允许连接,尼龙绳两边绳头必须打死结,且不得漏连。帮部钢板网与钢板网、帮部钢板网与顶板钢板网搭接长度不小于100mm,用双股12#铁丝绑扎,绑扎间距不大于300mm。水沟侧帮部最下方的锚杆至底板的高度不超过400mm,非水沟侧不超过700mm,当超过规定时可滞后工作面不超过30m补打锚杆,配合横向钢筋梯、钢筋网支护。

3 快速掘进技术的实施

为了使工序衔接合理,各工种之间采用平行与顺序作业相结合的劳动形式,尽可能减少相互影响时间。各工种各负其责,互相配合,共同完成各道工序,为快速掘进提供保障。

3.1 掘进方式

开口小断面采用人工掘进,25m范围采用人工链板机出货,其余采用综掘机掘进,经桥式皮带运至SDJ-800/40T型胶带输送机出货。综掘机切割方法:采用综掘机迂回割煤,一次成巷施工法,循环进尺为0.9m,最大控顶距为1.8m,最大空帮距为3.6m。割煤顺序:当煤质较硬不片帮时,应先割底部,再割中部和上部煤,最后刷齐两帮;当煤质较软且片帮时,应先割上部煤,并立即架好前探梁打点护好顶,再割中部和下部,最后刷齐两帮。

3.2 作业方式

(1)提高开机率。①要配备合格、先进的设备,尤其是综掘的主要设备。②尽可能的减少检修所占用的时间,可以在掘进主要工序的空当进行检修,检修人员要有较高的技术操作水平和管理水平,在设备运转时要密切关注设备的运转情况,发现问题必要时立即处理,保证设备的维修度。这样既保证了检修时间,又可以在动态中检修,提高了设备的开机率。③交接班期间,交班班组必须给接班班组留够2排机尾的跑道,尤其是夜班必须给早班留出2排机尾跑道,早班接班后先施工1个循环并多出煤,在早班胶带机检修停运期间进行永久支护,再次开机前,保证永久支护完毕,以便进入下一个循环保证再次开机率。

(2)多工序平行作业。在掘进的每个循环中,切割和支护2个工序不能完全平行外,其他工序只要安排合理,基本上能做到平行作业。超前的准备工作也可以实施平行作业,早班由于检修人员较多,中班专门安排2人进行后巷锚索的平行施工,加强巷道支护;夜班专门安排2人进行支护材料的准备工作,在夜班每个循环进行完后,使用胶带机将备用材料运至掘进面,备足一个圆班的供应,缩减各班组的备料工作。

(3)各工序间相互配合作业。在平行作业的基础上,要强调各工序间的相互配合,做到上道工序为下道工序做准备,这样多工序作业才能忙而不乱。每小班的交叉作业时间,上班做收尾工作时,下班做准备工作,完成备料、处理安全隐患、清理施工现场等工作,不需要专门的杂活班来处理;运料人员将每个圆班所需的料及时运送到掘进工作面,避免了人工长距离长时间备料;交班人员预留机尾跑道以便接班人员可以顺利开机等。工序间相互配合作业,提高了工作效率,减少了不必要的重复工作。

4 结语

总的来说,快速掘进技术在沿空掘巷中的应用,能够有效提高沿空综掘巷道掘进水平,加大巷道安全掘进速度,经济效益显著,可以作为今后类似条件下沿空掘巷的重要参考。

[1]魏敬喜.大断面复合顶板煤巷快速掘进技术研究[D].安徽理工大学,2011.

[2]吕兆恒.半煤岩巷快速掘进参数优化及施工组织技术研究[D].河南理工大学,2012.

[3]张卫斌.煤巷快速掘进技术初探[J].采矿技术,2003,04:87-88.