堅硬厚煤層大斷面切眼采煤機擴掘技術

摘要：厚煤層綜采放頂煤工作面切眼掘進，是綜放工作面生產準備的關鍵環節。文章介紹了堅硬厚煤層條件下，運用采煤機擴掘綜放工作面大斷面切眼（掘進寬7.2m，面積21.6m2）的工藝技術

關鍵詞：采煤機；掘切眼；堅硬厚煤

中圖分類號：TD823 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）04-0090-02

厚煤層綜采放頂煤工作面切眼掘進，是綜放工作面生產準備的關鍵環節。紅會一礦通過采煤機進行大斷面切眼擴掘技術研究，不僅提高了掘進工效，縮短了工期，而且設備利用率高，巷道支護效果好。實現了綜放工作面設備安裝通道快速高效形成的目標，有效的保證了綜放工作面的安裝時間。

1 工程概況

紅會一礦1703工作面位于七采區東北部，工作面設計走向長度732m，傾向長度180m。工作面切眼初期掘為小斷面，斷面形狀為圓角矩形，面積為12.0m2，寬4.0m，高3.0m，凈寬3.8m；根據正規工作面設備安裝要求，切眼斷面應擴掘為：面積21.6m2，寬7.2m，高3.0m，凈寬7m，凈高2.9m。工作面煤層為黑色塊狀，含有鈣質薄膜和少量的黃鐵礦薄膜，上部多為瀝青光澤，中間夾有0.3m厚左右的中粒砂巖，工作面煤層西部厚約15m，東部厚約5m，平均厚度為10m.煤層硬度系數f=2～5，比重1.35T/m3。

2 實施方案

在原小斷面切眼安裝SGZ764/500刮板輸送機一臺和MG-300/700-QWD型雙滾筒采煤機一臺。

利用采煤機割幫，邊割幫邊支護，一次成巷。

3 實施工藝

采煤機進刀方式：在工作面上口采煤機安裝位置，利用放炮開機窩，使采煤機直接進刀。

割煤：采用雙向割煤，即采煤機下行割煤，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，行至工作面刮板機頭割通煤壁，將前滾筒降下割底煤，空刀上返清理浮煤至刮板輸送機彎曲段，中下部斜切進刀。后滾筒割頂煤，前滾筒割底煤，上行至工作面刮板輸送機直線段后將刮板輸送機推直，后滾筒降下割底煤，前滾筒升起割頂煤，采煤機下行割通工作面機巷煤壁，采煤機前滾筒降下割底煤，上行割煤，后滾筒割頂煤，行至工作面刮板機機尾割通煤壁，采煤機后滾筒降下割底煤，空刀下行清理浮煤至刮板輸送機彎曲段，中上部斜切進刀，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，下行至工作面刮板輸送機直線段后將刮板輸送機推直，后滾筒升起割頂煤，前滾筒降下割底煤，采煤機上行割通工作面風巷煤壁，采煤機后滾筒降下割底煤，空刀下行清理浮煤至工作面刮板輸送機直線段后，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，采煤機下行

割煤。

裝運：工作面采用采煤機滾筒自行裝煤，刮板輸送機運煤。

推溜：推溜是采煤機擴掘大斷面切眼的關鍵技術，經過研究采用5根DW32-250/100型單體液壓支柱交替進行推移刮板輸送機。當擴面距離大于單體液壓支柱伸長量而無法推移刮板輸送機時可采用圓木配合。

支護：采煤機每割30m，返回到已支護段，停電閉鎖，然后完成下一段的支護。

4 作業循環

采用雙向割煤方式，在工作面往返一次為一個循環，每次進刀0.6m。采煤機下行割煤、移刮板輸送機、中下部斜切進刀、采煤機上行割煤、移刮板輸送機、中上部斜切進刀為采煤全過程。

圓班割通一幫，長度180m，按照工作面擴掘側總寬度3.2m計算，擴掘該工作面共計需正規進6刀，即可形成3.2m寬的通道。為此，實行“三.八”作業制，由于采煤機和刮板運輸機工作時間短，所以該段時間不安排整班檢修時間，利用三班作業，為了有效控制頂板，及時支護，當采煤機割幫30米時，必須停機閉鎖刮板輸送機進行打注錨桿及時支護。每班沿工作面傾斜方向割幫60m，即圓班完成一個循環，工作面沿走向推進0.6m，完成擴掘斷面為9.6m2的設備安裝通道，即用6天時間完成切眼擴掘任務，比常規方法提前13～15天。

5 支護技術

5.1 錨桿支護設計

1703工作面大斷面切眼設計斷面形狀為圓角矩形，工作面切眼內煤層厚度為4～5m，開切眼掘出后，巷道頂煤厚1～2m，為確保切眼擴面安全施工，按照《煤巷錨桿支護設計方法》中的工程類比法公式計算。L=K.（1.5+B/10）K：圍巖穩定系數1.1B：巷道寬度7.2m即L=1.1×（1.5+7.2/10）=2.4m。

根據懸吊理論認為錨桿的作用是將不穩定的巖層懸吊在穩定巖層中，由于巷道頂煤厚度較薄，煤層直接頂為2～5m厚的含礫砂巖，所以選取巷道頂部錨桿長度為2.6m，使錨桿進入到穩定巖層當中，能夠有效支護巷道，錨桿錨固端按照工程類比法一般取0.4m。為此，錨固端長度確定為1.05m，幫錨桿錨固端長度取0.6m，按照錨桿支護組合梁理論分析設計方法的要求，經計算，巷道頂部錨桿選用Φ20mm左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，間排距為700×700mm。其錨桿構件：尾部使用木托板+鋼墊板+減磨墊片+加厚螺母，每打注1根錨桿，及時進行預緊，使其扭力達到360N.m，從而達到了有效支護巷道圍巖的目的。

采用錨網支護方式，經設計計算，巷道頂部布置5根?20×2600的樹脂錨固劑螺紋鋼錨桿，錨桿間排距700×700mm，幫部布置4根?20×1800的樹脂錨固劑螺紋鋼錨桿，錨桿間排距700×700mm。選用12#鉛絲菱形網及Z2835的樹脂錨固劑。錨桿托板使用300×200×70mm木托板+120×120×8mm的小鐵托板，錨桿螺母使用加厚螺母。

為加強巷道支護，在切眼頂部按3m的間距呈三花形布置兩排?15.24×7000mm的錨索加強支護。

聯網：支護錨網采用單層12#鉛絲菱形網，菱形網長邊沿工作面傾斜方向，短邊沿工作面走向方向，網與網之間采用14#鉛絲聯網，每孔必聯，每扣扭三扭，每米聯網不少于12扣。

6 效益分析

使用采煤機擴掘，安裝一臺SGZ764/315刮板輸送機及一臺MG-300/700-QWD型雙滾筒采煤機，擴掘結束不用回撤，直接用于采煤。減少了綜放工作面后期安裝工作量，大大縮短了安裝工期，節約資金11.6萬元。

安裝、回撤30型刮板輸送機和綜掘機，設備運輸環節多，浪費人力、物力，加大了工人的勞動強度以及設備運輸安全管理難度，安裝、回撤一次綜掘機需要至少30個工時。

縮短掘進工期，用綜掘機擴面，180m長的切眼，計劃工期33天，運用采煤機擴面，僅用6天時間，提前27天完成任務，節省人工工資42萬元。

采用采煤機擴面后，立即安裝支架，及時起到了支護作用，有效減少了大斷面切眼暴露時間，改善了工作面安裝狀況，保證了工作面安裝期間頂板安全，為順利安裝創造了良好的條件。

提前安裝了前溜和采煤機，加快了綜放工作面安裝速度，可節省120個工日，節省資金30余萬余元。

經過錨桿拉拔試驗及數據監測，證明全斷面整體支護效果良好，圍巖穩定，保證了整個工作面安裝期間的切眼斷面。

7 結語

采用采煤機擴掘大斷面切眼，擴掘速度快，工藝簡單，減少了人工攉煤的環節，降低了工人勞動強度，縮短了工期，提高了工效。

綜放工作面大斷面切眼采煤機擴面，對初掘切眼的支護無任何影響，既不空頂作業，而且錨桿支護的空間大，便于支護作業人員操作。該技術可在同類條件的切眼擴掘過程中推廣應用。

參考文獻

[1] 錢鳴高，劉聽成.礦山壓力及其控制[M].煤炭工業出版社，1991.

[2] 陸士良.無煤柱護巷礦壓顯現[M].煤炭工業出版社，1982.

作者簡介：張仲平（1974—），男，甘肅會寧人，靖遠煤電股份有限公司安全監察局機電工程師，注冊安全工程師，研究方向：煤礦安全生產技術管理。endprint