回采巷道掘进支护技术探究

摘 要：随着矿井生产能力的不断提升，目前大多数矿井需要掘进大量的巷道以支撑其生产需求，而巷道掘进过程中如何采用合理的技术以确保正常的生产推进时目前急需解决的问题之一。基于此，本文以某矿井目前正在掘进的回采巷道为研究对象，对其目前的掘进工艺及技术要点进行分析，以期推动相近地质情况矿井巷道掘进的发展。

关键词：煤矿;回采巷道;掘进;支护;技术要点

1 工程概况

目标矿井现阶段的主采煤层为9号煤层，目前正沿着92盘区的运输顺槽进项巷道的掘进工作。目标矿井目前所采煤质主要为亮煤，具有金属光泽，煤体的断口较为平整，煤质整体偏软，有少量夹矸，矸石的主要岩性为泥岩。现阶段的主采煤层平均厚度约为12m，含有的矸石层为3～5层。单层夹矸的最大厚度为0.8m。目前目标矿井煤层的赋存情况整体较为稳定，且煤层顶板岩性大多以砂质泥岩为主，平均厚度约为5m，其间混杂部分中粗砂岩，其厚度平均为9m;煤层底板岩性主要以砂质泥岩为主，平均厚度为4m。

目前矿井生产中的掘进工作面布置在9号煤层中，其工作面顺槽的宽度设计值为1200m，其走向由东向西进行推进，与回风巷之间形成约为60°的夹角。工作面位于整个煤层的中东部区域内，每隔150m存在单斜构造，煤层的倾角平均为5°。掘进巷道的断面形状设计为矩形，长为5m，宽为3m，面积为15m2，现阶段采用的支护模式为锚网索联合支护，掘进工艺为采煤机割煤。

2 掘进技术分析

2.1 掘进工艺

在进行巷道掘进前，首先应当依据矿井设计图纸确定巷道的中线位置，随后在中线上的合适位置安装激光指向仪，后期的掘进机的掘进方向应当沿着激光的指向方向进行掘进。目前，目标矿井巷道掘进所使用的掘进机型号为EBZ260型掘进机，在巷道的开口位置处需要配合使用对应的刮板输送机完成煤炭及矸石的转运工作，其中在距离巷道口90m范围内的煤炭转运工作由刮板输送机完成，90m之后的转运则由胶带输送机完成，其中，输送机的皮带应当延伸至开口位置进行连接。现阶段，目标矿井的掘进需要配合液压支架完成对应的支护工作，锚杆的安装通过气动钻机完成。

2.2 掘进方法

关于巷道掘进过程中的具体实施方法如下所示，在进行巷道开口时首先需要利用综掘机完成巷道的掘进工作，掘进工作的实施需要严格按照预先的设计图纸施工。首先，在巷道的开口位置需要安装锚杆以达到加强支护的目的，随后安装激光指向仪，依据具体的划线位置进行断面的切割，随后在对应的位置处安装锚杆。当利用综掘机完成一个工作循环周期后需要从迎头位置将产生的煤渣及矸石运出，运出后需要工作人员了解巷道顶底板情况后进行及时的临时支护，当巷道的支护符合生产要求后才可以进行后续的锚杆支护工作。当巷道顶板锚杆的安装完成后，需要对巷道的两帮进行支护并安装对应规格的锚杆，此区段范围内的支护完成后再进行下一范围内作业。

在巷道的支护过程中，工作人员需要在早班期间对目标区段内进行设备的检修，检修的主要内容包含皮带及风路、水路的延伸、材料的存储、掘进机、锚杆机、皮带等设备的检修。当完成检修任务后需要利用剩余的时间进行掘进作业。其中，巷道两帮安装的第一排锚杆滞后迎头的位置应当小于4m;第二排锚杆滞后迎头的位置应当小于10m。同时，支护过程中应当保证锚索支护位于掘进机的后方位置，距离迎头的滞后位置应当小于60m。在巷道掘进过程中，当巷道顶板及两帮出现压力集中时，巷道的顶板及两帮容易破碎，最终为后续的巷道支护造成一定的难度。主要原因为，锚网索支护方式需要紧密连接巷道的迎头。因此，巷道掘进过程中，为保证水能够及时排出需要在其东侧挖设水沟进行排水，同时，随着巷道的不断向前推进，应当对于巷道出现破碎的区域及时进行注浆封堵，其中，施工的长度范围应当以100m作为其施工区间。

3 巷道支护方案

3.1 临时支护

巷道的临时支护主要通过掘进机及亚液压支架完成相应的支护作业。支护方案的选择需要基于目标矿井的地质报告提出，结合矿井的实际生产情况确定其最佳控顶距等相关参数，其中，最大控顶距一般为2.5m，最小控顶距一般为0.2m，当顶板的岩石破碎较为严重时可以将其最大控顶距适当缩短，一般为1.4m左右。确定最佳控顶距后进行临时支护需要进行巷道顶板的浮煤清理等作业，及时关闭掘进机截割部的电磁开关，相关操作人员应当充分理解掘进机的工作原理及构造，熟练进行相关的操作。同时，关于液压支架前探梁的操作需要在距离迎头位置小于0.2m的范围内开始相应的操作，在此安全距离内才可以进行后续的相关作业，当巷道顶板存在不平整的情况时需要垫木板等以保证前梁能与其有效贴合。

3.2 永久支护

目标矿井选用的永久支护方案为锚网索+钢带的联合支护方式，铺设的长度为150mm。支护所用的设备具体规格如下：

锚杆及配件：顶板锚杆长度为2.2m，直径为20mm，属于左旋螺纹钢锚杆。帮锚杆长度为2m，直径20mm，材质为玻璃钢。间排距设计值为1m×1m，整体的布置沿矩形布置。每根锚杆需要配合两根树脂药卷进行填充，保证其锚固力大于50kN。配合使用的托板厚度为10mm，长150mm，宽150mm。在巷道的顶部铺设钢筋网，网眼直径为100mm，长边相对接，短边通过专用的搭扣连接。

锚索：支护所选用的锚索长度为8m，直径为17.8mm，

间排距设计值为1.7m×3.2m，每根锚索需要配合两根锚固剂完成其安装。配套使用的锚索梁材质为槽钢，长度为0.4m，配合钢托板完成对应的支护作业，钢托板为方形钢板，边长为150mm，厚度为12mm，其锚固力要求大于100kN。为保障支护效果，需要采用锚索梁加强支护，锚索梁长度为8m，直径为20mm，其材質为工字钢，每根锚索梁配合三只锚固剂完成对应的锚固工作。间排距设计值为2m×2m。

钢带：支护中所选用的钢带为直径16mm的圆钢，与顶部的锚杆并排布置，单根钢带的长度为5.7m。

混凝土：配合支护所选用的混凝土强度为C20，铺设的厚度平均为0.2m。

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作者简介：

徐二峰（1989- ），男，山西晋城人，采煤助理工程师，从事工作及研究方向：从事采煤开采专业。