川南矿区突出煤层复杂地质条件下快速综掘技术

王才文 刘洋 王克雄 银正川

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098x.2104-5640-1102

摘  要：在极复杂地质条件下半煤巷的综掘过程中，巷道布置、支护设计时必须以矿区地层、地质构造、煤层及煤层顶底板性质等地质资料为基础，综合考虑巷道构造情况、掘进方法、回采工艺、现场生产的需要、生产系统的便利与可靠性和施工因素等内容，合理选择巷道位置、支护方式，这对指导矿井的安全高效掘进生产具有重要意义。能适应全矿“一矿一面”总体目标，确保采掘接替正常，从而实现建成安全、高效矿井的要求，实现减员增效的目标，满足巷道治灾需求，提高巷道成形，为沿空护巷创造条件。

关键词：煤矿  突出煤层  快速综掘技术  连续运输系统  循环进度

中图分类号：TD12                           文献标识码：A文章编号：1674-098X（2021）05（a）-0008-03

Rapid Comprehensive Excavation Technology of Outburst Coal Seam under Complex Geological Conditions in South Sichuan Mining Area

WANG Caiwen  LIU Yang  WANG Kexiong  YIN Zhengchuan

（Xinwei Coal Mine of Sichuan Coal Group Furong Company， Junlian， Sichuan Province， 645250  China）

Abstract： In the process of fully mechanized excavation of semi coal roadway under extremely complex geological conditions， the roadway layout and support design must be based on the geological data of mining area stratum， geological structure， coal seam and roof and floor properties， and comprehensively consider the roadway structure， excavation method， mining technology， on-site production needs， convenient and reliable production system and construction factors， Reasonable selection of roadway location and support mode is of great significance to guide the safe and efficient excavation production of the mine. It can adapt to the overall goal of "one mine， one side" of the whole mine， ensure the normal replacement of mining， so as to achieve the requirements of safe and efficient mine， achieve the goal of reducing staff and increasing efficiency， meet the needs of roadway disaster control， improve roadway formation， and create conditions for gob side entry protection.

Key Words： Coal mine; Outburst coal seam; Rapid comprehensive excavation technology; Continuous transportation system; Cycle schedule

新維煤业一盘区单翼走向长度一般在500～800m，断面约在11m，采用传统的炮掘工艺平均月推进度可以达到120～150m，1条顺槽掘进周期在4～6个月，受到瓦斯超限、过断层影响时周期会增长，严重影响掘进效率。

1  快速综掘时期施工工艺

新维煤业通过不断实践，结合新维煤业现状，通过研究快速综掘技术，建设实现综掘及连续运输系统，月推进度基本能达到200m以上，大大缩短了掘进周期[1-2]。

1.1 生产施工工艺

生产班作业流程：交接班→准备、检查、处理安全→第一次截割工作面煤（岩）体（截割长度≤0.6m）和出煤矸→第二至十次截割工作面煤（岩）体（每次截割长度≤0.6m）和出煤矸→退综掘机→临时支护→顶部永久支护（文明生产）→下一循环。

检修班作业流程：交接班→检查、处理安全→综掘机等机电设备检修（同时延接风水管和帮部永久支护）→延伸皮带→清收浮煤矸→文明生产→第一次截割工作面煤（岩）体（截割长度≤0.6m）和出煤矸→第二至十次截割工作面煤（岩）体（每次截割长度≤0.6m）和出煤矸→退综掘机→临时支护→顶部永久支护（文明生产）。

进刀方式：截割时，先从碛头煤层顶部进刀，然后按从左到右、由下往上的顺序截割碛头上部煤体，最后，按上述切割线路由下往上截割碛头下部煤体;若底部有矸石，则最后截割矸石，在截割岩石时，采用从左至右、先下后上的截割路线逐层进行截割[3]。

循环进度：半煤巷为6.0m，最大不超过6.5m。

1.2 支护工艺

临时支护采用采用的轻型单体液压支柱为DWB28型。DWB28型规格：最大支护高度为2800mm，工作行程为570mm，初撑力为30kN，液压缸直径为10mm，重量为22.5kg。

综掘机掘进6.0m后停机进行临时支护，轻型单体液压支柱施工于永久支护与碛头中间位置配套使用的规格为200mm×100mm×20mm的木楔对巷道顶板进行支护，临时支护施工间排距为1000mm×1000mm，临时支护距离碛头≯500mm，所施工轻型单体液压支柱垂直于巷道顶板进行支护，并保证支护牢固可靠[4]。锚索滞后碛头距离不超过50m。开工前准备DWB28型轻型单体液压支柱≮20根，堆放于碛头后≯60m位置，并挂牌管理，如图1所示[5-6]。

1.3 探钻工艺

顺槽掘进期间每隔40m设计并施工 一个躲身硐室，每隔80m设计并施工 一个材料硐室（兼做施钻硐室），实现正常掘进期间进行超前探放水施钻工作，最大限度减少对生产的影响[7-8]。

1.4 瓦斯治理

改变中班进刀方式，采用先截割巷道上部煤炭，防止截割期间碛头煤壁片帮导致瞬间瓦斯超限;半煤巷采取喷浆工艺将巷道暴露煤体封闭，减少掘进期间巷道瓦斯涌出量，保证综掘实现瓦斯零超限。

通过不断实践，将掘进循环进度由原2.4m增加至6.0m，大大缩减频繁支护碛头所占用时间，提高综掘效率，月单进水平不断得到突破[9]。

2  主要技术创新

改变临时、永久支护体系，利用轻型单体液压支柱作为临时支护、巷道顶板锚网支护、巷帮滞后素喷封闭;轻型单体液压支柱使用轻便，能快速完成碛头临时支护，临时支护时将顶网同时施工，永久支护仅需施工锚杆即可，大大缩减支护时间。

根据顶板离层监测，确定以最大截割长度作为循环进度，最大限度减少支护次数。通过实践确定2号煤层掘进期间循环进度6.0m，通过增加循环进度减少支护次数、缩减转运材料时间，增加掘进时间，提高综掘掘进工效。

综掘期间滞后施工沿空切顶护巷支护锚索，为无煤柱自成巷110工法的应用提供保障。

掘进进刀方式改为顶部进刀，由左往右，先截割煤体，避免掘进期间煤层片帮，避免瓦斯一次性大量涌出造成瓦斯超限的问题[10]。

掘进期间利用综掘施工探放水硐室（后期兼做材料、躲身硐室），解决碛头停头施钻影响掘进的问题。

断层地质构造带采用“松动预裂爆破+综掘”的模式，解决了连续掘进、利用综掘系统连续运输等问题。

3  结语

通过川南矿区突出煤层复杂地质条件下快速综掘技术项目，在新维煤业公司2112、2116碛头成功应用。从原综掘进尺月度单进水平150～180m提高到250～280m，每条巷道长度1000m计算，掘进工期缩短2～3个月，直接经济效益人工费约60万元，节约2～3个月该队员工能新掘约500m的巷道，创造效益100万元，且每月多掘进巷道约100m，年度经济效益约240万元，一个综掘头面年度经济效益约400万元。

通过快速综掘的研究与应用，解决高瓦斯矿井半煤巷炮掘瓦斯治理的痛点和难点，突破单头面月进度不到200m的瓶颈，解决断层地质构造带进度缓慢的问题，为川南片区高瓦斯突出复杂地质条件下综掘技术提供技术保障，为下一步综掘智能化矿井的建设打下基础，有力地推动了行业技术进步，在川南片区的综掘具有很好的推广、应用前景。

参考文献

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