薄煤层大断面机掘快速掘进与锚网支护技术探索
大断面煤巷连采机快速掘进技术及应用
大断面煤巷连采机快速掘进技术及应用随着煤矿深度采掘的不断深入，煤层厚度逐渐增大，煤巷支护难度加大，煤矸石量不断增加，传统的煤矿开采方法已经不能满足生产的需求。
为了提高煤矿的开采效率和安全性，大断面煤巷连采机快速掘进技术成为了煤矿行业的研究热点之一。
本文将对大断面煤巷连采机快速掘进技术及其应用进行介绍。
1. 强化硫化物钻头技术强化硫化物钻头技术是大断面煤巷连采机快速掘进技术的重要组成部分。
目前煤矿开采中常用的岩石钻头多为钢制钻头，在硬岩层中使用效果较差。
而强化硫化物钻头采用硫化物材料制成，具有较强的耐磨耐腐蚀性能，能够有效地提高钻头的使用寿命和钻进效率，为大断面煤巷连采机的快速掘进提供了可靠的技术支持。
2. 全自动掘进系统全自动掘进系统是大断面煤巷连采机快速掘进技术的关键部分。
该系统通过激光雷达、摄像头等传感器实时监测巷道的地质情况和支护状态，并通过自动控制系统实现连采机的自动导向和自动掘进，从而大大提高了连采机的掘进速度和作业效率，降低了矿工的劳动强度，减少了作业事故的发生。
3. 高效支护技术大断面煤巷连采机快速掘进技术中的高效支护技术是确保连采机安全高效掘进的重要保障。
传统的煤巷支护多采用木方支护或钢支架支护，这种支护方式在大断面煤巷中容易出现下沉、变形等问题，影响连采机的稳定性和掘进速度。
而高效支护技术采用高强度锚杆、喷锚网、片石混凝土支护等新型支护材料和技术，能够有效地提高煤巷的支护效果，保证连采机的安全快速掘进。
1. 提高煤矿开采效率大断面煤巷连采机快速掘进技术的应用能够大大提高煤矿的开采效率。
传统的煤巷掘进方式需要采用人工掘进和支护，工作量大、效率低、安全性差。
而采用大断面煤巷连采机快速掘进技术，不仅能够实现全自动掘进，还能够有效地提高掘进速度和作业效率，大大缩短煤巷的掘进周期，提高煤矿的开采效率。
2. 降低煤巷掘进成本3. 提高矿工安全生产环境大断面煤巷连采机快速掘进技术的应用还能够有效提高矿工的安全生产环境。
浅谈薄煤层、半煤岩锚网索支护巷道快速掘进的方法
鹤岗矿 区多为厚及 中厚煤层 ， 对于厚煤层 及 中厚 煤层巷道 的掘送 ， 已经有了一套很成熟 的施 工方法 ， 但
道需要破底板岩石 ， 才能够 充分满足 回采 工作 面行人 、
运输及通风要求 ， 巷道的断面必须达 到 ８ ｍ 。
３ 技术 管理 （ １ ） 由于 ２ ７ 层煤 层倾 角为 ２ ９ 。 ， 采 用的是顺 山形 巷道 （ 梯形 ） 锚 网索 支护 ， 断面 ８ ｍ ， 中高 ２ ． ３ ｍ， 巷 宽 ３ ． ５ Ｉ Ｔ Ｉ 。这样 巷道上 帮就得破 １ ． ４ ｉ ｎ底板 岩石 ， 在加之 煤层中含有 一层 ０ ． ３ ｍ厚 的夹矸 ， 施 工打眼 时间就 会
２ ０
童堪晨 斜技
２ ０ １ ３ 年第３ 期
浅谈 薄煤层 、 半煤 岩锚 网索 支 护巷 道快 速掘 进 的 方法
金 海城
（ 黑龙 江龙煤矿业集 团公司鹤 岗分公 司， 黑龙江 鹤 岗 １ ５ ４ １ ０ ０） 摘 要 针对薄煤层、 半煤岩巷锚 网支护的巷道掘进 度慢 ， 施工难度较大的特点， 笔者通过大量 实际工作总结 出一 整套完整、 并且在实际 生
一
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增长 ， 为了充分 缩短 打眼时 间和利用 好爆破 后货 的堆 积位置 ， 经过研究 ， 将炮 眼及炮 眼的角度 布置成如 图 ２ 所示的形式。 由于煤层 松软 ， 所 以掏槽 眼布 置在巷 道 下帮的煤层 里 ， 在０ ． ３ ｍ的夹 矸上按 ０ ． ３ ｍ 的 间距 密 打一排炮 眼 ， 夹矸 以上 的煤层部分少打眼 ， 依靠 夹矸 中 密积的炮眼能量将 上部煤层 震裂抛 出， 由于掘进 出货 的运输机设 在巷道 的下帮侧 ， 因此 除周边 眼以外所 有 的炮眼角度都与巷 道 的走 向成 １ ５ 。 角斜 向巷道 的下帮 方 向。下帮破底板 岩石炮 眼按 ０ ． ５ Ｉ Ｔ Ｉ 的 间距 布 置 ， 与 相同断 面煤 巷的炮 眼个数基本相 同， 放炮顺 序 ： 掏槽 眼 破０ ． ３ １ ／ １ 厚夹矸炮 眼 一 底板 以上煤层 的炮 眼 一破底 板岩石炮眼 ， 这样放 完炮后 ６ ０ ％ 的货都 堆积在 巷道 的
薄煤层快速掘进技术探讨
根 据工作面岩 性 和一矿 的支 护 经验 ， 该工 作 面永 久 支护采用锚 网梁 联合 支护 ， 配合锚 索 加强 支 护。锚
｝收 稿 日期 ：００— ４—１ ２１ ０ ４
作者简介 ： 张付立 （ ９９一） 男 ， １５ ， 河南平顶 山人 ， 工程师 ， ８ 年 毕 １ ７ ９ 业于平顶 山煤矿职工大 学 ， 期从 事“ 长 矿井 建设 ” 理工作 ， 管 现任平
１ 工 作 面 概 况
杆选 用 ０× ００１１的左旋无纵筋 （ ＭＧ ３ ） ２０ １ ＂１ １ ／ Ｋ ３５ 锚杆 ； 锚杆 间排距 ７ ０× ０ ｌ； ０ ７ ０ｍＴ 金属 网规格为 宽 ×长 ＝８０ ｌ ５
× ６０Ｉ＇ 锚 固剂 规格 ：２ ３ ， 孔使用 ２卷 药。锚 ２ ０ ｌ ； ／ ｌ ｎ Ｚ ３５ 每 索采 用 ｌ ． ｎ ７ ８ ｌｎ钢 绞 线 ， 度 ６０ ｉ ， ／ 长 ００ ｍｌ 间排 距 为 ｌ １０ ５ ０×１０ ｎ＇ ５ ０／ ｌ 顶 板 破碎 不适 合 打锚 杆 时 ， 用 ｎ。若 采 ４ ５× ． 的 Ｕ ９大拱形棚子支护 ， ． ３２ｍ ２ 棚距 ５ ０ｍ ｌｌ， ０ ｎ ｌ ｎ＇ ｎ 或者采用工 字钢梯形棚子 （ ． ２ ６ｍ） ３ ６× ． 支护 。临时支 护采用单体 液压支柱或 ｑｌ０ｍ ｂ ８ ｍ的木顶 柱护顶。
尚未布置 的 丁 ５—３０ ０工作 面 ， 作 面标高 为 一 ５ ２５ 工 ５７ ６ ７ｍ， 向长度 达 １４ 。施 工 中遇 落差 １ １ 走 ５０ ｍ ０～ １ ２ｍ的正 断层 ， 掘 进过 程 ， 在 可能 会 遇 到该 正 断层 附
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近的一些次生构造 。
该 工作面丁 ５煤 层 厚 度 ０ ７～１ １ｍ， 均 ０ ８ ． ． 平 ．５
浅析大断面煤巷综掘锚网支护快速掘进关键技术
浅析大断面煤巷综掘锚网支护快速掘进关键技术近年来，综放技术及其大采高技术得到了快速的进步，更多的回采巷道逐步趋向于煤层掘进式发展，但是以往的支护方案难以保障煤层的安全开采，这严重阻碍着我国现代社会高产矿井的发展，锚网支护成为当前巷道支护的基本方向。
本文为了系统性分析大断面巷道综掘锚网支护快速掘进技术，以云南省开远市大庄煤矿为案例，针对33011综采工作面的实际现状，明确巷道中“锚网+锚索”的支护方案，并且进一步计算锚索、锚杆等的支护参数及其关键技术，以期为相关工作人员提供理論参考依据。
标签：大断面煤巷；综掘锚网支护；掘进技术0 前言锚网支护技术较为先进，能够有效提升成巷效率，完善支护质量，并能够大幅度降低支护资金投入，其属于新时期回采巷道的主要支护方案，该技术有助于提升巷道断面的使用效率，就回采工作面的维护技术来说更加方便与快捷。
现阶段，锚网支护技术已经逐渐发展成为主要支护方式，將其作为提升采煤质量及其采煤效果的切入点，尤其是在我国，大部分煤矿企业已经具备成形的锚网支护设备及其相关施工工艺，同时，锚网支护技术也是巷道支护创新改革的基本方向。
因此，为了进一步提升巷道锚网支护技术的经济性、便捷性及其安全性，有关工作人员应当强化对于大断面煤巷综掘锚网支护技术的研究，以此逐步提升煤矿开采经济效益，降低安全事故发生率，为煤矿企业的快速发展奠定基础。
1 大断面煤巷工程概况云南省开远市大庄煤矿有限公司属于资源整合性矿井，井田内煤层已经具备多年开采历史，在以往的开采过程中，巷道均使用炮掘架棚支护模式。
由于机械化程度不高，加之受到巷道围岩压力的限制，需要耗费大量的人力与物力，同时也对掘进施工进度造成了阻碍[1]。
近年来，随着采煤技术的快速发展，有关人员通过多年的研究与分析，逐步推广使用锚网支护技术、综掘技术等，有效提升了煤矿企业的施工效益。
本次主要以大庄煤矿33011工作面作为案例进行系统性分析。
33011工作面运输槽总长度700m，切眼130m；巷道断面为矩形，毛宽为4.5m，净宽4.4m，毛高3.0m，净高2.9m，毛断面面积为13.14m2，净断面面积为12.96m2；煤层厚度为4.8m，煤层倾角为40-70；煤层接力发育正常，不存在自燃趋势，煤尘爆炸风险率较低；顶板中岩石包括7.35m砂质泥岩（断口参差不齐，包含少量植物化石碎片，颜色呈灰色，层理均匀，中厚层状）以及4.63m粉砂岩（断口处少量炭屑，层理均匀，颜色呈深灰色，中厚层状）；底板中岩石包含7.12m粉砂岩及其黑泥岩（断口参差不齐，包含少量云母片，层理均匀，颜色呈灰色，中厚层状）以及2.0m细粒砂岩（主要成分为石英及长石，颜色呈灰色，层理均匀，中厚层状）。
综采开切眼大断面锚网支护技术探讨讲解
综采开切眼大断面锚网支护技术探讨讲解一、技术原理综采开切眼大断面锚网支护技术是指在采场开切眼大断面时，利用预埋锚杆和钢丝网构成锚网，将其与煤墙结合起来，形成一道稳定的支护体系。
这种支护技术能够有效地防止煤墙的垮落和冒顶，并能够抵抗地压力的作用，保障采矿工作的正常进行。
二、技术步骤1. 预埋锚杆的安装：在采场开切眼大断面之前，先在煤墙中预先孔钻孔，并安装预埋锚杆。
预埋锚杆的安装需要根据岩层的情况和设计要求进行合理选择，一般为直径32mm的螺纹钢。
在钻孔时需要注意孔眼的直径和深度，保证锚杆能够牢固地嵌入煤墙中。
2.钢丝网的安装：在预埋锚杆安装完成后，将钢丝网的两端分别固定在锚杆上，形成一道固定的网状结构。
钢丝网的选择要根据采场的实际情况和需要考虑，通常可以选择钢丝网的网眼大小和拉力强度进行适当的调整。
3.锚网与煤墙的结合：将锚网与煤墙结合时，需要采用专门的装置进行固定，确保锚网能够紧密地贴合在煤墙上。
在操作时要严格遵守安全操作规程，避免安装过程中可能出现的危险和事故。
4.锚杆的固定：在安装完成锚网后，需要对锚杆进行固定，以保证其固定性和稳定性。
可以采用焊接、锤击和螺栓固定等方式，确保锚杆能够承受煤墙的压力和采矿活动的影响。
三、技术优势1.提高采场的稳定性：综采开切眼大断面锚网支护技术能够有效地增强采场的稳定性，防止煤墙的垮落和冒顶，减少事故的发生。
2.增加采场的安全性：锚网支护技术能够有效地抵抗地压力，减少煤尘的产生，增加采场的安全性，为采矿工作提供有力的保障。
3.提高采矿效率：采用综采开切眼大断面锚网支护技术可以有效地提高采矿效率，减少了支护时间和工艺流程，加快了采场的进度。
四、技术应用综采开切眼大断面锚网支护技术在煤矿综采工作面中得到了广泛应用，尤其适用于煤层厚度较大、岩层条件较差的采场。
这种支护技术可以提高采场的稳定性和安全性，减少事故的发生，对保障矿工的生命安全和减少煤矿灾害具有重要意义。
煤矿大断面巷道快速掘进与支护技术研究_1
煤矿大断面巷道快速掘进与支护技术研究发布时间：2021-11-24T06:38:23.082Z 来源：《工程管理前沿》2021年20期作者：洪海洋[导读] 针对大断面巷道通常存在埋深较深、地应力大，采掘区域地质构造相对较复杂，较难控制巷道围岩以及巷道掘进效率偏低的问题，基于巷掘进工程概况，改进优化了该断面巷道的掘进与支护工艺，形成了适应该巷道地质概况的快速掘进与支护技术。
洪海洋河南神火煤电股份有限公司，河南永城 476600摘要：针对大断面巷道通常存在埋深较深、地应力大，采掘区域地质构造相对较复杂，较难控制巷道围岩以及巷道掘进效率偏低的问题，基于巷掘进工程概况，改进优化了该断面巷道的掘进与支护工艺，形成了适应该巷道地质概况的快速掘进与支护技术。
现场应用结果表明，经改进巷道掘进效率提升了28%左右，支护效果也更佳，保障了矿井的安全高效生产。
关键词：煤巷地质；掘进；支护技术1煤矿巷掘进概况以某煤矿为例，其设计生产能力可以达到750Mt/年。
在对薄煤进行掘进的过程汇总，巷道的掘进速度能够达到要求，可是对于厚煤层而言，其掘进速度相对缓慢，通常每年掘进的速度不到4000m，进而不能满足矿井生产的需要。
由此可以看出，在分析厚煤层掘进速度时，通常需要探究工作面地质、掘进以及支护条件等，从而可以更好地优化巷道掘进快速与支护。
巷道沿着3号煤层底板进行掘进作业时，经过测算发现煤层f数值在2~3范围内，厚度取值在8.2~9.4m之间，在煤层顶端位置是粉砂岩其厚度可以达到4.2m。
2巷道掘进地质与施工技术2.1地质概况以及相应的掘进技术经过调查发现该煤层深度相对较深，同时地质结构相对复杂，地质结构起伏，从而给巷道的快速掘进以及支护产生了制约。
在进行掘进的过程中，通常可以选用短掘短支方式，与此同时需要借助高强度的支护形式，从而能够有效地对巷道围岩进行控制，从而大大提高围岩的稳定性，可是巷道掘进时出现断面较大时，那么将增加巷道掘进的工作难度。
浅谈煤矿薄煤层巷道快速掘进施工技术
浅谈煤矿薄煤层巷道快速掘进施工技术摘要：本文浅析影响巷道快速掘进的因素分析、实现快速掘进的工艺优化技术、积极推广联合支护技术的应用，以及积极推广综合高效降尘技术等。
通过多技术的综合运用，从而为提高综掘掘进速度提供保证。
关键词：煤矿；薄煤层巷道；快速掘进；技术引言：当前，煤矿巷道的掘进技术水平仍普遍较低，特别在薄煤层的掘进，其掘进和支护工作的难度都较大。
如果围岩性质较差，仍采用传统的掘进支护方式，就会出现采掘比例失调的问题，且因支护方式不当会发生一些冒顶片帮事故，这给安全生产带来严重的隐患。
所以，改进薄煤层巷道的掘进和支护技术，从根本上提高巷道成巷速度，实现快速掘进，才适应高产高效矿井的发展需要。
1 影响巷道快速掘进的因素分析实现快速掘进，选用掘进机和其他配套设备很重要，同时还要考虑到其他施工环节间的紧密配合。
在地质条件、掘进设备、施工工艺和施工组织管理方面，它们是相互交叉影响的，不论哪环节出现问题，都会影响掘进速度。
1）地质条件。
它对掘进的影响主要煤岩硬度上。
在松散煤层中掘进，因其支护难度大，从而延长了支护作业时间；煤岩强度较大时，因掘进机的截齿消耗较大也容易损坏，使速度就受到影响。
若顶板岩性较差，支护难度较大，这就要减小控顶距，掘支又无法平行作业，显得掘进速度更慢。
2）施工机具。
回采巷道采用锚杆支护或锚索支护时，用先进的施工机具则能减少支护作业的强度和时间。
许多锚杆索钻机等施工机具较为落后，风压达不到设备要求，打眼速度也得不能提高，势必造成锚杆索施工效率低下。
另外，锚杆位置也不能做到可靠有效地确定。
所以，要尽可能地选择型号新、质量较好的锚杆索机具。
采用强度较高、可靠性较强的新型锚杆或者锚索，能在保证巷道支护承载结构整体稳定的同时，也能减少支护作业时间，从而实现快速掘进的效果。
3）施工工艺。
条件允许的情况下，煤巷掘进应尽可能的采用掘进机，这可大大降低施工强度。
但是，遇到煤层较薄、岩层较硬时，要考虑综掘与炮掘的联合技术问题，以使速度得到提高。
厚煤层大断面煤巷快速掘进与支护技术研究
智慧矿山厚煤层大断面煤巷快速掘进与支护技术研究王中财㊀曲延伦(兖州煤业股份有限公司东滩煤矿,山东省邹城市,２７３５１２)㊀㊀摘㊀要㊀针对东滩煤矿煤巷埋深大㊁应力高㊁煤层结构复杂导致掘进巷道支护难度大的问题,以东滩煤矿厚煤层３３０４综放工作面轨道平巷为工程背景,介绍了大断面巷道快速掘进的布置方式及支护形式的技术创新,并进行了现场应用观测.结果表明,改进后的大断面巷道快速掘进的布置方式及支护形式可以实现巷道快速安全掘进,降低支护成本.关键词㊀厚煤层㊀大断面㊀煤巷㊀掘进支护中图分类号㊀T D ２６３㊀㊀文献标识码㊀A引用格式:王中财,曲延伦 厚煤层大断面煤巷快速掘进与支护技术研究[J ] 中国煤炭,２０１９,４５(６):３５－３７W a n g Z h o n g c a i ,Q u Y a n l u n R e s e a r c h o nf a s td r i v i n g a n ds u p p o r tt e c h n o l o g y o fl a r g ec r o s s Ｇs e c t i o nc o a lr o a d w a y i nt h i c kc o a l s e a m [J ] C h i n aC o a l ,２０１９,４５(６):３５－３７R e s e a r c ho n f a s t d r i v i n g a n d s u p p o r t t e c h n o l o g y o f l a r ge c r o s s Ｇs e c t i o n c o a l r o a d w a yi n t h i c k c o a l s e a m W a n g Z h o n gc a i ,Q uY a n l u n (D o n g t a n M i n e ,Y a n z h o uC o a lM i n i n g C o ,L td ,Z o u c he n g ,S h a n d o n g ２７３５１２,C h i n a )㊀㊀A b s t r a c t ㊀I nv i e wo f t h e d i f f i c u l t y i n r o a d w a y s u p p o r t d u e t o t h e l a r g e b u r i e d d e p t h ,h i g h s t r e s s a n d c o m p l e x c o a l s e a ms t r u c Ｇt u r e o f t h e c o a l r o a d w a y i nD o n g t a n M i n e ,t a k i n g t h e t a i l g a t eo f ３３０４f u l l y m e c h a n i z e dw o r k f a c e i n t h i c kc o a l s e a ma tD o n g t a n M i n e a s t h e e n g i n e e r i n g b a c k g r o u n d ,t h e l a y o u t o f l a r g e c r o s s Ｇs e c t i o nr o a d w a y r a p i dd r i v i n g a n d t h e t e c h n i c a l i n n o v a t i o no f s u pＧp o r t f o r m w e r e i n t r o d u c e da n d t h e i n Ｇs i t ua p p l i c a t i o nm e a s u r e m e n tw a su n d e r t a k e n T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e i m p r o v e d l a yo u t a n d s u p p o r t f o r mc a n r e a l i z e t h e f a s t a n d s a f e d r i v i n g a n d r e d u c e t h e s u p po r t c o s t K e y w o r d s ㊀t h i c kc o a l s e a m ,l a r g e c r o s s Ｇs e c t i o n ,c o a l r o a d w a y ,d r i v i n g s u p p o r t １㊀技术创新背景随着煤矿综采放顶煤技术的发展,国内已出现年产千万吨级的单个工作面,使掘进煤巷尤其是工作面回采巷道长度大幅度增加,巷道快速掘进和支护技术已成为制约煤矿高效大规模生产的关键因素,也是保证矿井实现高产高效的必要条件.但对于当前立井开拓的煤矿而言,综合掘进技术的发展滞后于综采技术,综合掘进技术满足不了综采生产的现象突出,特别是在大断面单巷综合掘进技术方面更加明显.此外,由于煤矿开采深度的增加,深部复杂条件下煤巷支护难度越来越大,更是制约了煤巷的掘进速度.因此,改进深部厚煤层大断面煤巷快速掘进和支护技术具有重大意义.以兖矿集团东滩煤矿为例,目前该矿核定生产能力７５０万t /a ,煤巷掘进工程量高达１４０００m /a ,但在厚煤层放顶煤工作面回采巷道掘进时,大断面煤巷掘进速度明显较慢,目前平均只有３９６０m /a,导致采掘接替紧张.本文通过分析东滩矿三采区大断面回采巷道条件与施工情况,分析了其掘进速度较慢的原因,研究了厚煤层大断面煤巷快速掘进与支护优化设计原理,提出大断面煤巷快速掘进与支护技术的改进方案.２㊀改进前巷道条件及施工分析２ １㊀地质条件与掘进现状分析东滩煤矿煤巷掘进深埋高应力㊁煤层起伏大㊁断层多㊁煤层结构复杂,是快速掘进与支护的不利５３厚煤层大断面煤巷快速掘进与支护技术研究因素.在此条件下,首先要通过短掘短支㊁高强度与高密度支护的方式,实现巷道围岩稳定,避免巷道发生大变形及失稳,但由于巷道断面大,锚杆锚索数量多㊁支护密度高㊁支护强度大,大幅增加了掘进工作量,延长了支护时间.２ ２㊀支护方式与劳动作业分析目前东滩矿整体掘进机械化水平偏低,煤巷支护大都采用人工挂前探梁临时支护,使用单体锚杆钻机永久支护.由于采用一掘一支㊁短掘短支循环作业,循环进尺８００mm,造成巷道掘进工序时间长.同时,掘进和支护不能平行作业,而且每个循环内掘进机多次前移和后退,增加了掘进时间,进而使整个循环时间增加.３㊀大断面煤巷快速掘进与支护技术研究３ １㊀快速掘进与支护条件分析目前,我国井工开采煤矿在稳定煤层多巷快速掘进技术㊁浅埋稳定煤层单巷掘进技术上都取得了很大进步,掘进速度能够满足采煤生产需要.另外,兖矿集团采用的掘锚一体化技术在地质条件较好的煤层单巷掘进中也取得了较好的效果,但掘锚一体化技术对于深部复杂地质条件的适应性较差.因此,对于复杂地质条件下的深部大断面煤巷,提高煤巷的掘进速度并保证支护质量,是实现矿井安全高效生产的重要因素.通过对东滩矿煤巷掘进工序分析可发现,提高巷道施工速度可从以下方面考虑:优化支护参数㊁适当降低支护密度;提高临时支护和永久支护的机械化程度与速度;优化掘进机作业方式;合理安排掘㊁支作业顺序,最大限度地平行作业.３ ２㊀试验巷道位置与地质情况概述东滩矿３３０４轨道平巷位于－６６０m开采水平,地面标高＋５０ ２８~＋５０ ７７m,井下标高在－５１８ ３~４９４ ４m,位于三采区３号煤层轨道巷以西,南邻３３０３工作面(采空区),北邻３３０５工作面(未开拓).３３０４轨道平巷总长度约１０４８m.平巷自３３０３运输平巷连接西帮开门,巷道沿３号煤层底板层位掘进,３号煤层厚８ ２~９ ２m,普氏系数f＝２~３;３号煤层直接顶为粉砂岩,厚３ ６５~４ ２５m,普氏系数f＝４~５;３号煤层老顶为中细砂岩,厚１４ ２１~１７ ７m,普氏系数f＝５~６;３号煤层直接底为粉砂岩或粉砂质泥岩,厚５ ６~７ ３５m,普氏系数f＝４~５;老底为细砂岩,厚３ ８８~１４ ３４m,普氏系数f＝５~７.３ ３㊀快速掘进与支护技术研究内容针对厚煤层开采大断面煤巷掘进速度慢㊁机械化程度低㊁易造成采掘接替紧张的问题,以东滩矿３３０４轨道平巷地质采矿条件为依据,综合采用理论分析㊁数值模拟和现场监测方法,对巷道支护参数优化㊁大断面煤巷支护技术㊁快速永久支护装备的选型与配套展开研究,主要研究内容包括:(１)大断面煤巷单巷掘进快速支护设备配套及工艺:设计机械化临时支护及掘进机等装备在沿空巷道掘进中的作业方式并在现场进行工程实践,并在实践过程中对其加以改进,以便更好地适应快速掘进的需求.(２)厚顶煤大断面煤巷的支护优化设计原理:提出掘进工作面临时支护强度的理论计算方法,对现有的永久支护理论进行改进,在此基础上优化改进深部厚煤层大断面煤巷现有的支护参数.(３)大断面煤巷掘进支护与围岩的三维动态作用关系:在分析深部综放沿空掘巷围岩破坏特点的基础上,建立沿空掘巷围岩力学模型,对掘进工作面推进过程中掘进与支护相互作用下围岩三维应力㊁位移的分布变化规律进行研究,并提出分段多级支护技术,为巷道支护设计提供理论依据.３ ４㊀快速掘进与支护技术研究成果与实践(１)研究掘进工作面围岩冒落破坏机制,结合东滩矿井下现场实际情况,在３３０４轨道平巷掘进期间使用与综掘机配套的Z L J－２０/２１型机载快速支护装置,见图１.该装置是用于掘进空顶区进行临时快速支护的辅助装置,安装在综掘机上并与掘进机配套使用,解决目前煤巷掘进使用前探梁临时支护存在的弊端,对空顶区进行安全可靠㊁快速支护.使掘㊁支㊁锚平衡,提高综掘机械化程度,实现快速掘进与支护.图１㊀机载快速支护装置与掘进机装配外形图(２)改进了巷道顶板锚固组合梁理论,优化了３３０４轨道平巷断面与支护参数:巷道由传统梯形断面变更为倒梯形断面,巷道两帮９２ʎ扎角,下净６３中国煤炭第４５卷第６期２０１９年６月宽度４ ８m,上净宽度５m;净断面面积１８ ６２m２;巷道掘进高度４ ０m,下底掘进宽度５m,上底掘进宽度５ ２m,掘进断面面积２０ ４m２.顶板锚杆排距由现在的８００mm增长至９００~１０００mm,顶板锚索排距由１６００mm增长至１８００mm,顶板锚索由两根直径２２mm锚索减少为１根锚索,帮锚索的间排距为１７００mmˑ１８００mm.(３)确定３３０４轨道平巷的锚网带㊁锚索联合支护方式,具体支护参数为:顶板每排布置７根ø２２mmˑ２４００mm高强左旋无纵筋螺纹钢树脂锚杆,锚杆间排距７５０mmˑ９００mm;巷中以北５００mm位置每隔１８００mm布置１根ø２２mmˑ８５００mm的锚索;两帮每排各布置５根锚杆,两帮上部４根锚杆采用ø２０mmˑ２０００mm强螺纹钢锚杆,第５根锚杆采用ø２０mmˑ１０００mm全螺纹钢锚杆,帮锚杆间排距为８５０mmˑ９００mm,沿空帮顶板向下５００mm按２５ʎ~３５ʎ仰角打注１根ø２２mmˑ５０００mm锚索,帮部中间位置垂直煤壁打注１根ø２２mmˑ３５００mm锚索,实体帮一侧布置２根ø２２mmˑ８５００mm锚索,间距为１７００mm.巷道断面支护示意图见图２.图２㊀３３０４轨道平巷断面支护图(４)为避免掘进与支护相互分离,实现最大限度平行作业,提高掘进支护速度,研究提出大断面煤巷分段多级支护技术,即将支护分为临时支护㊁及时支护和滞后支护３个等级,确定了各级支护时间和滞后距离㊁支护参数和支护强度等:施工时在巷道顶帮成型完整㊁压力显现正常时,使用机载快速支护装置每循环施工２排钢带,两帮上部２根锚杆每循环施工１次,第三根锚杆滞后迎头４排打注,第４㊁５根锚杆滞后迎头５排打注;过断层㊁压力集中区等特殊构造段及帮部煤壁松软㊁片帮时帮部锚杆紧跟迎头打注.通过采用上述快速掘进与支护技术,３３０４轨道平巷平均月进尺达到４１０m,较原施工方式提高了约８０m,实现了快速安全掘进的目的.现场监测表明,巷道在掘进和回采期间(采煤工作面前方)能够保持稳定,巷道掘进期间,顶底位移量平均移近量为１６３ ７mm,两帮平均移近量２９８ １mm.回采期间,顶底板移近量为３５０mm,两帮移近量为８４５mm,此时顶底板位移量最大为４９０mm,两帮最大移近量为１１１０mm,巷道支护保持稳定,满足采煤生产要求.４㊀结论与推广意义通过对厚煤层大断面煤巷快速掘进与支护技术的研究与实践,形成了新的厚煤层大断面煤巷快速掘进与支护技术.该技术操作简单可靠,且施工机械化程度高.在东滩矿３３０４轨道平巷掘进的现场实践应用表明,巷道平均月进尺达到４１０m,较原施工方式提高了约８０m,实现了快速安全掘进的目的.该技术能有效提高东滩煤矿深部采区煤巷掘进速度,有效控制沿空巷道的围岩变形,提高巷道围岩稳定性,保障工作面作业空间;提高了巷道掘进速度,降低了由于支护不当所造成的顶板事故发生率和巷道维修工作量,为综放开采的高产高效提供了保障;同时,提高了机械化作业程度,降低了工人劳动强度,有利于工人的人身安全和健康.该技术可对复杂地质条件大断面煤巷快速掘进与支护技术起到积极推动作用,为兖州矿区乃至全国高产高效开采的大断面煤巷快速掘进与支护提供技术支持,具有一定的工程应用价值.参考文献:[１]㊀张荣立,何国纬,李绎 采矿工程设计手册(下册) [M] 北京:煤炭工业出版社,２００３[２]㊀兖矿集团有限公司 煤巷锚杆支护技术规范[M] 北京:煤炭工业出版社,２００３[３]㊀兖州煤业股份有限公司 兖州矿区厚煤层矿井巷道布置[M] 北京:煤炭工业出版社,２００５作者简介:王中财(１９８３－),男,山东临沂人,毕业于安徽理工大学采矿工程专业,现任兖矿集团东滩煤矿矿井设计师,工程师,主要从事矿井井巷工程施工设计工作.(责任编辑㊀陶㊀赛)７３厚煤层大断面煤巷快速掘进与支护技术研究。
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１概况
４ ． ２ ． １加强风 、 水、 电路 的管理 。 为减少 风压损失 、 满 足顶帮锚杆 机施 工 时风量及 风压 需要 ， 采用 ３ ． ５ 寸风 管供 风 ， 与气 动锚 杆机 连接 的高 压 胶管的直径为 ２ ５ ｍ ｍ 。 生产和防尘用水为专用供水管路。 掘进工作面采 用专用移 动变 电站专 门供 电， 提 高了供电 的稳定 性 。 ４ ． ２ ． ２交接班时， 上一班为下一班准备好掘进一个循环进尺所需溜 槽及巷道 支护材料 ， 保 证两班交 接后 下一班 能立即开 工进尺 。 ４ ． ３平行作 业 根据经 验 ， 支护时 间一般 占一 次正规循 环 时间的 ７ ０ ％左 右 ， 工作面 支护时 间的长 短直接关 系到循 环时 间 、 循 环次数 和进尺 量 。因此 ， 最大 限度地实现平行作业 ， 缩短支护时间， 可以有效提高掘进单进水平。 现场施 工 中， 主要在 以下几点进 行了优化组 织 ： ． ４ ３ ． １顶帮支护的平行作业。将支护人员分为 ４ 组， 即迎头顶板、 上 帮下帮和后路顶板、 上帮下帮各一个组。在巷道掘出后， 巷道迎头的四 组人员进行支护平行施工 ， 第一组人员安设迎头顶板六根 、 第二组人员 安设上帮上部三根锚杆、 第三组人员安设下帮上部三根锚杆、 第四组对 后路顶帮锚杆进行预紧力检测。 在迎头三组支护作业的同时， 在距离迎 头ｌ Ｏ ｍ范 围内施工顶帮锚 索并施工巷 道的底根锚 杆 。支 护时分 三组平 行 作业 。 、 ４ ． ３ ． ２巷道掘进 与接风 管 、 材料 准备平 行作 业。在 掘进作业时 ， 负责 迎头支护的人员进行接风管、 准备所用支护材料等工作。 配备两人负责 将顶板所用的锚网连接好 ； 将锚杆的托盘和螺母简单上好 ， 避免预紧时 由于螺母不配套造成不能使用的问题。 ４ ３ － ３巷道支护和溜槽铺设延伸的平行作业。在进行支护作业的同 时， 分出足够的人员铺刮板输送机。 ４ ． ３ ４掘进机的维修和巷道支护的平行作业。掘进机的检查和维修 尽量放在支护作业的时间。 ４ ４ 加强协 调管理 利用矿生产调度会协调解决生产遇到各种困难和问题 ，调度室随 时协调处理各生产环节衔接中出现的问题。实行区领导现场跟班管理， １ ３ ５ １ ０工作 面巷 道 支护 断 面 示意 图 落实各项 工作进 度与施工质量 ， 完成进尺统 计。 ３施工工艺 ５取得效果 ５ ． １支护效 果 ３ ． １施工工 艺流程 交接班一看激光一掘进机割煤或爆破 出煤一临时支护一打顶锚 通过对巷道高度宽度变化 、 顶板离层仪 、 锚固力 、 预紧力 、 等的监 杆一打锚索（ 打顶锚杆 、 锚索期间可以同时打帮锚杆卜＋ 延长皮带（ 刮板 测 ， 对 支护效 果进 行检测 ： 输 送机 ） 。 ①在掘进期间， 巷道顶板下沉量很小 ， 两帮移进量不超过 ５ ｍ ｍ ／ ｄ ； ３ ． ２进刀 方式 ② 顶板离 层仪 检测表 明 ， 局 部存 在顶板产 生离层 ， 在该地 区及时加 大锚 针对不 同 的煤 及岩 石性能 ， 采取不 同的切 割顺序 ， 同时 ， 在 切割 时 ， 索 的密度 、 加 长钢绞 线 的长 度 ， 改变 支护后 ， 充 分利用 锚索 的悬 吊作用 ， 考虑煤岩的层理 ， 应沿层理方 向移动掘进机刨头 ， 不横断层理， 否则将 达 到最佳支护 效果 。 影响切割速度， 保证掘进的高速。 ５ ． ２进尺效果 ３ ． ２ ． １松软煤层： 从掘进头下角由下向上切割 ， 首先切底掏槽 ， 这样 通过加强 现场施工工 艺细化 管理 、采用先 进的大功 率掘进 机及优 保证 了掘进机在切人过程中的稳定胜， 并有利于装载和提高切割速度。 化巷道运输系统等措施 ， 采用联合支护克服了大断面、 工作面过断层等 ３ ． ２ ． ２硬 煤 ： 为防止切 落大块煤 而影响装运 速度 ， 采用 自上而下 的顺 不利 因素 ， 创 出煤 巷大断 面班最高进尺 １ ． ２ ８ ｒ ｎ ， １ ３ 最 高进 尺 ３ ５ ． ２ ｍ 。 序， 同时保 证 了施 工的安全 。 ６结束语 ６ ． １采用大 功率 掘进机 及 配套 的相 应设 备 ， 提 高 了掘 进速 度 ， 缓 解 ３ ． ２ ． ３岩层及半煤岩： 应先切割煤 ， 后切割岩石 ， 即采取先软后硬的 顺序 。 了采 掘失调 的现象 ， 为采煤接续 提供 了保 障 。 ３ － ３循 环进尺及 最大控 顶 、 控帮距 确定 ６ ． ２采用锚、 网、 带 索联合支护， 大大提高了支护效果。 每个循环 进尺 ０ ． ８ ｍ， 锚 杆最大 控顶距 为 １ ． ６ ｍ、 最大 空帮不 超过 ５ ｍ， ６ ． ３减少 了辅 助运输量 、 运输 环节 及材料 消耗 ， 减轻 了工人 劳 动强 锚索最大控顶距为 ３ ． ０ 。 度， 节约了大量的人力物力。开发的配套支护安装及运输机具 ， 采用机 ４快速掘进的保障措施 械化 陕进施工 ， 提高 劳动效率 。 ４ ． １掘进 装备系列 化 ６ ． ４巷道的成型和支护材料的选取， 会直接影响锚杆支护巷道的最 ４ ． １ ． １“ 机轨合一” ， 在掘进巷道时保证巷道宽度达到同时安装皮带、 终支护效果 ， 因此 ， 还要加强对巷道成型和锚杆支护内在质量的管理 ， 轨道及机头安装卡轨车 ， 皮带对掘进头的煤矸进行外运， 卡轨车及时向 以保障工程质量。 掘进头运输材料和设备。“ 机轨合一” 的使用 ， 极大的减轻了工人的劳动 作 者简介 ： 刘华 （ １ ９ ８ ６ － ） ， 男， 葛泉矿技 术科 主任 工程 师。
应 用 科 技
２ ０ １ ３ 年 第 ２ ７ 期Ｉ 科技创新与应用
薄煤层大断面机掘快速掘进与锚网支护技术探索
刘 河北 邢 台 ０ ５ ４ ０ ０ ０ ）
摘 要： 介绍 了大断面薄煤层快速掘进 方法 ， 总结 了大断面综掘机的施 工工艺及 支护技术 ， 为类似工程条件巷道提供技 术经验 。 关键词： 薄煤层 ； 大断面； 综掘快速 ； 锚 网支护