劉莊煤礦120503工作面膠帶順槽復雜頂板條件下巷道快速掘進技術

2014-03-25 10:22:49

（劉莊煤礦總工辦，安徽阜陽 236000）

馬崇山

（劉莊煤礦總工辦，安徽阜陽 236000）

在實測復雜頂板下巷道圍巖應力場的前提下，選擇巷道開掘方向，提出快速掘進強化支護技術及關鍵配套設備優化研究，獲得了破碎松軟頂板下月進尺332米，為3月份劉莊煤礦東區進尺第一，實現了綜掘面安全高效生產。

復雜頂板；巷道；快速掘進

1 復雜頂板條件下巷道圍巖地應力測試

劉莊礦-726m水平大巷采用套孔應力解除法測試獲得復雜頂板條件下巷道圍巖應力，測試的空心包體如圖1所示，獲得的測試結果如表1所示。

120503軌道順槽的掘進方位角為85°，與實測的最大主應力方位角89.9°近似一致，根據最大主應力理論，該種條件最為有利。

120503工作面地質條件復雜，頂板為6煤，有淋水，且構造較多，施工時逐排掘進，影響較大。根據120503軌道順槽的現場支護形式、地質提供的資料可知，該巷道適合錨網索支護。結合錨桿加固的“組合梁”懸吊理論可知，錨桿需生根在堅硬巖層中，并用高強錨索做輔助支護。

2.1 懸吊理論計算錨桿參數

2.1.1 錨桿支護體長度

B-巷道掘進寬度5.4m， f-巖石堅固系數，破碎松軟取3。則：

圖1 空心包體應力計

表1 劉莊礦-750m水平應力測試結果

現在用錨桿長度2.5m＞2.23m，符合要求。

2.1.2 錨桿間排距

通過計算，選用直徑22mm，長度2500mm的左旋金屬錨桿，間排距為800mm×800mm，托板規格為120mm×120mm×10mm金屬鋼板。

2.1.3 錨索長度

通過計算得到：L=4.8m。

施工時取9.2m＞4.8m，符合要求。通過計算，錨索為Ф21.8mm的預應力鋼絞線制作，L=9200mm，托板為 350mm×350mm×14mm及150mm×150mm×14mm兩塊，4-4斷面的間排距為1200mm×1600mm。

3.1 綜掘機選型原則

3.1.1 綜掘機應包含截、裝、運等主要工序及噴霧防塵、調動行走功能于一體，體積不宜過大，綜掘機的硬度要求不大于98MPa，截割斷面在9～15 m2，帶錨桿動力源接口，接地比壓小。

3.1.2 在滿足各生產系統要求的前提下，要求保證裝備之間能力匹配及有效銜接，總體選型要兼顧現有設備綜合考慮。

3.1.3 各主要設備的技術性能不僅要滿足高產高效的要求。而且要有較高的富余系數，有成套的運輸系統，確保各主要設備相互協調與配合科學合理。

3.1.4 高可靠性，維修工程量小，配件供應及時，維修方便，價格適中，適應煤礦當前的經濟承受能力。

3.2 輔助運輸系統

采用無極繩輔助運輸，經常的上、下坡和拐彎對輔助運輸要求苛刻。采用傳統的絞車接力或對拉的方式難以湊效，不僅造成了大量人力、物力的占用和浪費，同時，且無法較好的實現運輸大噸位設備。采用無極繩運輸，實現了復雜多變的環境下材料或設備等的長距離運輸。同時，主機輸出力較大，適合重型設備的長距離運輸。

4.1 實測獲得了劉莊礦-750m巷道圍巖地應力，優化巷道掘進方位角為85°；

4.2 計算得到了復雜頂板下錨桿、索支護參數，錨桿選用直徑22mm，長度2.5m的左旋金屬錨桿，間排距為0.8m×0.8m；錨索為Ф21.8mm的預應力鋼絞線制作，L=9.2m；錨索間排距1.4m×1.2m；

4.3 研究優化了巷道綜掘關鍵配套設備。

[1]呂兆恒．半煤巖巷快速掘進參數優化及施工組織技術研究[D]．河南理工大學，2012．

[2]魏敬喜．大斷面復合頂板煤巷快速掘進技術研究[D]．安徽理工大學，2011．

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