大断面煤巷综掘锚杆支护快速掘进关键技术研究

吴靖

[摘 要]随着矿山的开采规模不断扩大，煤巷断面的面积也在不断扩展，这促使大量矿井工作者选取综合一体化的配套设备，有效地提高了大断面巷道的掘进速度。大断面巷道的快速掘进直接关系着施工单位的工作效率以及经济效益，因此相关工作人员要对大断面快速掘进的影响因素进行探讨，加快掘进速度、改进施工质量、提高施工效率。基于此，本文对大断面煤巷综掘锚杆支护快速掘进技术进行了分析，以供参考。

[关键词]大断面煤巷；锚杆支护；技术研究

中图分类号：R317 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）26-0023-01

引言

我国的岩巷掘进施工大部分都使用普通的钻爆法或者以钻爆法为主的施工技术，不仅不会有效解决采掘工作接替环节的问题，而且施工费用还很高。所以岩巷掘进工程领域亟需结合地质条件，合理地引进综合一体化施工技术，以便确保施工安全，有效提高工作效率。

1 煤巷锚杆支护快速掘进技术的理论分析

很多的工程实践之后，都表明：在煤矿巷道掘进施工过程中，快速支护技术能够有效提高巷道支护效果，有利于快速掘进技术的效果发挥。通常情况下，煤矿施工中锚杆支护是被大家认可的，其能够保证巷道支护的准确性。而且，锚杆支护不仅能够加大巷道围岩的强度，还可以对围岩的稳定性起到很大的提高作用，同时也避免了煤矿巷道掘进工作中安全事件的发生，提高了其安全性。进行煤巷锚杆支护快速掘进技术的理论分析，需要明确的了解悬吊理论和加固拱理论等。其中，悬吊理论在煤矿巷道掘进技术发展中的应用相对广泛。在两种理论的支撑下，煤巷锚杆支护快速掘进技术的理论被有效的应用在煤矿企业的具体工作中，并有效的提高了煤巷锚杆支护快速掘进技术的应用效率。

2 施工工艺

工程概况：南屯煤矿73下23运顺皮带机头煤巷位于七采区深部，巷道设计长度约100m，主要用于满足73下23综采工作面回采过程中运输、通风、行人等需要。该工作面煤层赋存稳定，结构简单，内夹镜煤条带，煤质校脆。煤层总厚度约3.0～3.43m，平均厚度约3.16m，煤层倾角为3～7.5°，平均倾角约6°，煤层普氏硬度为f=2-3。待采的3下煤层与3上煤层间距为11.2～16.0m，平均13.5m。直接顶为灰黑色粉砂岩，平均厚度5.86m，塊状，发育斜层理及裂隙，岩石普氏硬度为f=4～5。直接底为灰色粉砂岩，平均厚度1.93m，具斜层理，富含植物根部化石，岩石普氏硬度为f=4～5。

2.1 施工准备及施工方法

73下23运顺皮带机头采用7665MZ型风动气腿凿岩机湿式钻眼，人工装药爆破，采用30kW简易耙装机（660V30kW电机）耙装出煤，127V60W防爆照明灯照明，配合刮板输送机与采区大皮带运输煤流。设备材料平巷采用CDXT-5电机车牵引矿车运输，斜巷采用调度绞车提升3t标准矿车运输。人工支护的方式掘进。

2.2 凿岩方式

巷道均采用打眼放炮的方法破煤岩，采用7665MZ型风动凿岩机湿式钻眼。压风动力源为地面压风机房通过专用管路传输来的矿井压缩空气（压风）。顶板采用MQT-120型顶置式锚杆机进行打眼支护。按炮眼布置图定好眼位后，使用7665MZ型风动气腿湿式凿岩机2～3部分别同时湿式钻眼。

2.3 装、运岩（煤）方式

73下23皮带机头采用30kW简易耙装机（660V30kW电机）耙装、配合SGW～40T型刮板运输机、七采西部大皮带出煤矸。

2.4 爆破作业

采用SMII—l型二级煤矿许用小直径水胶炸药配合毫秒延期电雷管爆破破岩，严禁在同一工作面内使用两种炸药。水胶炸药的规格为：中27×300（mm），药卷重量200g/卷。采用煤矿许用毫秒延期电雷管正向装药结构，起爆使用FD200D（A）煤矿用电容式联锁发爆器，一次装药一次起爆，联线方式为串联联线。

2.5 劳动组织和循环方式

巷道掘进施工采用“三、八”制（一天三班，每班八小时）组织生产，每班班长、安全班长各一名，组织全班安全生产；机电维修工一名，负责维护维修掘进使用的机电、机械设备锚网支护循环方式为：三个班掘进进尺，一掘两锚网，同时出煤矸，正常掘进时每天完成三个正规循环，进尺5.4m。

3 煤巷快速掘进的措施

3.1 选用性能优良的掘进机，提高设备可靠性

掘进机是实现在齿轮传动装置及机械连接装置方面，尽量减少串联系统，采用独立部件或组件。在有条件的地方以嵌装式结构代替螺栓组结构，采用模块组装方式，既可简化结构，便于机械的拆装检修，又可大大提高设备可靠性。最终达到机器稳定性好，截割效率高，操作、维修方便，运行安全可靠的目的。

3.2 推广锚杆支护，改进运输方式，提高设备综合配套能力

巷道掘进系统中的主要配套环节多、包括支护、转载、运输、降尘等，要提高煤巷掘进效率、充分发挥机械化作用，必须提高设备综合配套能力，使之进一步完善。特别是支护和运输工作量大，占用时间多，必须解决好这两个关键环节，才能充分发挥综掘设备的潜力。在缩短支护时间方面，根据地质条件，尽量采用锚杆支护，提高巷道支护效果，减轻工人劳动强度，加快成巷掘进速度。施工时采用机载锚杆钻机打孔和安装锚杆，减少传统锚杆支护的多道施工工序，改变掘进机割煤与锚杆钻孔安装不平衡的现象。减少锚杆有效作业时间和掘进工作面作业人员，减少单位面积锚杆根数，从而减少锚杆施工工作量。

3.3 优化施工工序

传统的锚杆、锚索支护都要先支护顶板，再考虑支护两帮，并且支护一排，检测一排，直到支护合格为止，满足掘一排锚一排的施工要求。但是本文针对水平石门大巷施工工程，从巷道的高度、宽度、巷道岩性的特殊性等方面考虑，采用掘进机，先把上半部分掘出两排，支护时要求由外向里支设临时支护，再由里向外打锚杆、锚索维护顶板，然后继续掘进两排。用同样的支护方法循环六排后，开始维护两帮，保证两帮维护安全可靠后再继续掘进施工。突破了传统的掘一排锚一排的工序，节省了时间。

3.4 制定施工作业制度

制定科学合理的作业制度，安排一个班负责维修，两个班负责生产。组织一支由专业技术队和综合工种相结合的工作队伍，采用胶带巷和辅助运输巷双向掘进的方式，使综掘机在进行割煤工作的同时，锚杆机提供支护作用。除此之外，综掘机和锚杆机都可以在这两条巷道中工作，这也就意味着当综掘机在一条巷道完成一个循环之后，就可以转移到另外一条巷道，与锚杆机交换巷道。在施工过程中，综掘机和锚杆机两者相互配合，该过程不需要工人进入空顶，有效地降低了安全事故发生的概率，极大地提高了施工效率。

结束语

综上所述，为了有效地提高掘进机的掘进进程，施工单位必须不断改进施工工艺以及施工机械，通过不断创新与引进，采取多重防护措施合理结合的方法，极大地增强了大断面巷道的施工质量以及施工速度，有效地减少了施工成本，提高了施工单位的经济效益。

参考文献

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[3] 朱现磊，杨仁树，宫全红.大断面煤巷快速掘进影响因素及技术优化[J].煤炭工程，2015，07：43-45+49.endprint