掘刷一體化施工技術在切眼施工中的應用

李鑫 趙衛嶺

摘要：某礦原有切眼施工采用導硐的方式進行施工，即先施工一條正常斷面的巷道，然后在工作面側或老塘進行擴刷，使其滿足安裝支架的要求，本次研究為了優化切眼施工工藝，采用一次性成巷的方式將切眼施工至安裝支架的斷面，成功的打破了原有切眼導硐施工方法，降低了巷道生產成本。具有很好的推廣應用價值。

關鍵詞：切眼施工巷道施工施工工藝

1 工作面概況

①水平、采區、工作面名稱及工作面標高：某礦17181（1）綜采工作面為一水平東四采區11-2煤層工作面，地面標高為+18.7～+22.0 m，工作面標高為-706～-783m。

②井下位置及采掘四鄰情況：該面位于東四采區，東起井田邊界煤柱，西至東四采區上山，北起17171(1)運輸順槽及17101(3)底板抽排巷以南45m，南至17171(1)運輸順槽以南210m。北部的17171(1)工作面于2011年9月23日收作，南部的17181(1)瓦斯綜合治理巷已掘進完畢。

③走向、傾斜長度：走向長1290m，傾斜長203m。

④對應地面位置：該面對應地面位置主要為17171(1)采后塌陷區、泥河部分地段、農田及溝渠，河沿頭楊家村莊已搬遷。

⑤11-2煤：黑色，粉末狀、塊狀，以暗煤為主，亮煤、鏡煤次之，弱玻璃光澤，屬半暗型煤。煤厚1.5～2.3m，均厚1.76m。煤(巖)層產狀200～224°∠6～10°。平均傾角為7°。

2 巷道施工方法

本次研究以17181(1)切眼作為研究對象，其安裝支架的巷道寬度為7200mm，具體施工方法如下：

①采用綜掘機將巷道施工至5000mm寬，達到寬度后，對巷道頂板及左側幫（即老塘側幫）進行支護。

②巷道右側頂板齊全后，采用綜掘機對右幫（即工作面側幫）進行二次擴刷，擴刷寬度為2200mm，然后進行頂幫支護，使巷道最終達到設計的7200mm寬。

③切眼施工超過5米后，在刷面側中施工一排臨時帶帽單體，單體間距1.6m，單體位置可根據現場調整，以不影響綜掘機施工及最大限度的靠近切眼中為準，并保證單體滯后刷面側迎頭不超過5米。

④切眼施工超過20米后，在切眼中間位置施工兩排單體配合工字鋼挑梁（一梁四柱）進行加強支護，并保證單體和工字鋼梁滯后迎頭不超過20米。

⑤貫通剩余10米期間，巷道處于應力集中區，改為小斷面施工，巷寬為5200mm，待巷道貫通后進行二次擴刷，到達設計要求。

⑥工藝流程為：交接班→質量驗收→割煤、出煤備料 →聯網→超前支護→打頂錨桿→打幫錨→進行下一循環。

⑦作業形式：工作面割煤、出煤、鋪網、聯網、超前臨時支護（鋪鋼帶）、打錨桿流水作業，與運料、釘道平行作業。

3 支護參數的確定

根據17171（1）工作面錨索網巷道經驗數據，采用工程類比法進行該面的錨索網支護設計。17171（1）工作面與該設計工作面位于同一煤層，頂、底板巖性接近，所以選擇17171（1）工作面作為17181（1）工作面支護設計的類比對象是合適的，同時根據安裝需要巷道斷面設計為梯形：（上寬+下寬）×高=（7000+7400）×2800mm，有效斷面為20.2m2。

3.1 一次施工規格及支護要求

①頂板采用無縱筋螺紋預拉力錨桿加4800mm長M5型鋼帶、菱形金屬網聯合支護。鋼帶垂直巷道走向鋪設，每個鋼帶上安裝7根錨桿，錨桿穿過鋼帶上的錨桿孔垂直錨入頂板，右肩窩錨桿與豎直方向夾角20°。錨桿規格為φ22mm×2400mm，間排距為750mm×800mm，采用加長錨固方式，每根錨桿采用一節K2335快速樹脂藥卷和一節Z2360中速樹脂藥卷，頂部錨桿扭矩不低于180Nm。金屬網緊貼頂板鋪設，相鄰兩塊金屬網相互搭接，并用14#鐵絲連網，搭接寬度200mm，搭接處用鋼帶壓茬。菱形金屬網規格為1000×5400mm，采用8＃鐵絲編制。頂板每排鋼帶中間布置4根φ22mm×7500mm錨索，錨索有效長度7200mm，中間兩根錨索配合1600mm長T3鋼帶橫向布置，間排距為1200mm×800mm，中線兩側1800mm位置縱向布置一排錨索，并配合2000長T3鋼帶沿巷道走向邁步施工，形成4-4-4布置；每根錨索采用三節Z2360中速樹脂藥卷，預緊力15T。

②17181（1）切眼左側幫（老塘側）采用4根螺紋鋼預拉力錨桿加2000mm長的扁鋼及金屬網支護，扁鋼沿巷道走向鋪設，錨桿間排距為800×800mm，扁鋼規格為2000×200×3mm。幫部錨桿規格為φ22mm×2400mm，每根錨桿采用一節K2335快速樹脂藥卷和一節Z2360中速樹脂藥卷，K2335快速樹脂藥卷放入眼底。肩窩處錨桿仰角20°，最下面錨桿俯角20°，幫部錨桿扭矩不低于180Nm。

3.2 二次擴刷施工規格及支護要求

①頂板鋼帶規格為M5鋼帶長2200mm，頂、幫錨桿為Φ22×2400mm等強錨桿，錨索規格為Φ22×7500mm的鋼絞線，頂部金屬網為1000×2600mm的8#金屬網，幫部金屬網為1000×3200mm的10#金屬網。

②刷面頂板支護：錨索+錨桿+M5鋼帶+T3鋼帶+金屬網聯合支護。M5鋼帶垂直切眼走向并與切眼鋼帶錯茬鋪設，刷面鋼帶與切眼鋼帶兩鋼帶頭間距100mm～200mm，每根鋼帶上安裝4根錨桿，錨桿間排距為700×800mm（允許偏差±100mm），采用加長錨固方式。頂部金屬網緊帖頂板鋪設，垂直巷道走向，相鄰兩塊金屬網相互搭接，并用14#鐵絲連網，搭接寬度200mm，搭接處用鋼帶壓茬。刷面側金屬網與切眼內頂網搭接處，使用14#鐵絲連網。頂部錨索按2-2-2方式布置，即每排在刷面巷中兩邊600mm位置各施工一根錨索，并配合1600mm長T3鋼帶使用，錨索間排距為1200×800mm（允許偏差±100mm），錨索角度垂直頂板（允許偏差±2°）。頂板支護必須緊跟迎頭，每根錨索采用三節Z2360中速樹脂藥卷，預緊力15T。

③刷面幫部支護：錨桿+木墊板+金屬網聯合支護。幫部每排采用4根帶木墊板的錨桿加金屬網支護。金屬網緊貼煤幫縱向鋪設，沿巷道走向，相鄰兩塊金屬網相互搭接，搭接處用14#鐵絲連網，搭接寬度200mm，搭接處用帶木墊板的錨桿壓茬。錨桿間排距為800×800mm（允許偏差±100mm）。

3.3 嚴格執行掘兩板、錨兩板、刷兩板的施工方式進行施工，幫部滯后迎頭不超過2m。

3.4 施工技術要求

錨索、錨桿施工必須及時支護，并達到規定的預緊力。錨索安裝48h后，如發現預緊力下降，必須立即在其附近補打合格的錨索。錨索錨固力不應低于150kN（15T）。錨桿、錨索外露長度符合規定要求。嚴禁空頂作業，最大、最小空頂距離不超過作業規程規定。要經常檢查巷道支護質量，發現失效錨桿、錨索、托板變形時必須及時在其附近0.3m范圍內補打合格的錨桿錨索。掘進中如果發現工作面壓力增大，可縮小錨桿間排距，特殊情況采取錨桿、錨索、架棚聯合支護形式等其它措施。

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17181(1)切眼支護斷面圖

4 總結

①節約巷道支護成本。如切眼設計長度為203m，掘刷一體化施工技術節省支護的錨桿（Φ22×2400mm）約680根，金屬網（如10#鐵絲編制1000×3200mm）約250塊，木墊板需要約680塊，錨固劑需要約1360支，所省費用=680×43+1×3.2×35×250+680×9+1360×4=6.9（萬元），每年按照2個工作面計算，節約的支護費用約為14萬元。

②縮短巷道掘進時間，節約人力資源。導硐方式施工，采用多部鏈板機出貨，出貨能力差，開車人員較多，而一次成巷施工采用皮帶機出貨，出貨能力較高，且僅需1個開車人員；另外，導硐方式施工，在切眼貫通后，需二次調整掘進及出貨系統。從我礦多年采用導硐方式施工切眼可知，從切眼掘進至達到支架安裝要求，平均需要55天，而采用一次成巷施工，只需要45天就可以達到支架安裝的要求，較原來的工期提前10天完工。

③此施工工藝適用于直接頂板為砂質泥巖、砂巖等完整性較好，且地質構造相對簡單的巷道，如8煤、11-2煤等煤層。

參考文獻：

[1]孫振中，崔慶林，王玉玖.綜放工作面切眼施工技術及擴刷方式[J].煤礦開采，2008(02).

[2]李浩平，程崗.綜(放)采切眼施工實踐與探討[J].能源技術與管理，2008(05).

[3]郜錦柱，楊耀文，王海龍.綜采預留煤柱及跨采底板巷道變形與動態支護[J].煤炭技術，2006(08).