大埋深巖巷錨網索支護快速掘進實踐

劉銀志 王海濤 靳灼亞

(1.中國平煤神馬集團公司，河南省平頂山市，467000；2.中國平煤神馬集團平寶公司，河南省平頂山市，467000)

★ 煤炭科技·開拓與開采 ★

大埋深巖巷錨網索支護快速掘進實踐

劉銀志1王海濤2靳灼亞2

(1.中國平煤神馬集團公司，河南省平頂山市，467000；2.中國平煤神馬集團平寶公司，河南省平頂山市，467000)

針對大埋深、高地壓巖巷掘進單進水平低的難題，中國平煤神馬集團平寶公司根據巷道圍巖特性，通過設計合理的支護形式，科學編制巷道施工作業規程,采用錨網索動態耦合支護理論指導施工, 創造了大埋深巖巷進尺360 m/月的國內新水平。

大埋深巖巷 巖巷掘進 快速掘進 錨網索支護 平煤神馬集團 平寶公司

1 工程概況

平煤神馬集團平寶公司己15-17-12081工作面為高瓦斯采煤工作面，水平標高-650～-670 m，垂深810 m，巖石普氏系數為7.6～9.6。工作面長260 m，走向長度1463 m，采高4.0 m，可采儲量184萬t。工作面設計為機巷、風巷、中間巷3條本煤層巷道，但由于瓦斯壓力大，需提前施工出3條低位瓦斯抽放巷，工程量的增加使采掘接替緊張。如何實現巖巷快速掘進直接影響著礦井安全高效生產發展。

巷道快速高效掘進是一項綜合性施工工藝，掘進速率受到多重因素的綜合影響，包括地質條件、掘進層位、設備選型配套、排矸系統、勞動組織優化、施工工藝改進等。

平寶公司在施工過程中探索出了一套成熟的快速掘進技術，加快了巖巷施工進度。 快速掘進技術在己15-17-12081中間抽放巷掘進中應用，創造了大埋深巖巷掘進進尺360 m/月的國內新水平。

2 巷道設計

2.1 巷道層位選擇

根據地質條件，己15-17-12081中間抽放巷掘進選擇己15-17煤層下方約10 m處進行施工，該處有一條厚度約0.2 m的煤線，掘進時沿著這條煤線的頂板進行施工，利用該煤線上方巖石堅固、圍巖穩定等特點，確保了施工安全，同時減少了一定的工作量，為實現一次成巷奠定了基礎。

2.2 支護參數選擇

己15-17-12081中間抽放巷原設計為梯形斷面、后優化為半圓拱形，進一步提高了巷道圍巖自身承栽能力。巷道設計斷面寬4.6 m,高3.45 m, 巷道斷面13.6 m2，圍巖采用錨+網+索支護。錨桿為?22 mm×2400 mm高強樹脂錨桿，間排距800 mm×800 mm，采用2支樹脂錨固劑錨固(MSK2840型和MSZ2840型各1支)，錨固力不小于197 kN；錨索采用?17.8 mm×6500 mm鋼絞線錨索，“三·三”布置，間排距1500 mm×3200 mm，采用3支樹脂錨固劑錨固(1支MSK2840型，2支MSZ2840)，錨固力不小于200 kN；全斷面掛?6 mm鋼筋網，網格為80 mm×80 mm。設計優化后，所用錨桿由每排16根減為13根，既加快了施工速度，又節約了支護材料。

3 設備選型

巖巷快速掘進，首先要對掘進設備進行合理的選型。根據以往使用多種掘進機的經驗和巷道圍巖特性進行綜合評定分析，選用EBZ-260型巖巷掘進機、配凱南麥特硬質合金截齒。該掘進機截割面積大，牽引速度高，截割能力強，環境適應性強，爬坡能力大。由于該掘進機具有這些特點，較大地縮短了掘進時間，提高了掘進速度。

采用EBZ-260型巖巷掘進機，配套機載前探臨時支護裝備，使用帶寬為800 mm的帶式輸送機運輸，2臺一機雙鉆液壓鉆機支護巷道頂板錨桿、錨索，2臺氣動手持式錨桿鉆機支護巷道兩幫錨桿；使用錨桿安裝機和扭矩倍增器(安裝扭矩可增大5～10倍，扭矩達到500～800 N·m)緊固錨桿，錨索安裝使用不小于200 kN的張拉機具進行安裝。

4 掘進施工組織

4.1 掘進施工工藝

通過現場試驗，確定了最佳掘進施工工藝。掘進工藝為交接班→安檢→開機切割(運矸)→臨時支護→安裝錨桿、錨索。

掘進機切割順序是先在巷道下部進刀 500 mm，再橫向掃底，然后橫向逆時針分層切割，最后刷幫、打頂、使巷道成型(如中、下部為軟巖，先軟后硬順序切割)。

采用獨立排矸系統，排矸流程為工作面矸石→掘進機→運輸平巷→運輸下山→矸石倉(容積650 m3)→礦車→副井→地面。

通過掘進機截割能力和相適應的排矸系統優化，達到了最大排矸能力。

4.2 動態耦合支護，實現巷道頂、幫支護平行作業

使用巷道頂板離層儀和多點位移計以及鉆孔窺視儀器進行現場檢測和理論分析，根據動態耦合支護理論，對錨、網、索支護程序進行了優化。確定將原巷道錨、網、索及時支護，優化為頂板錨桿支護緊跟工作面、兩幫錨桿支護滯后5 m、頂板錨索支護滯后10 m，實現巷道頂、幫支護平行作業，大大加快了施工進度。具體操作是掘進機截割完后，先使用機載前探臨時支護裝置護頂，然后使用液壓錨桿鉆機和氣動手持式錨桿鉆機對巷道頂、幫進行支護。

4.3 勞動組織優化

采用“三八”制作業方式。未優化勞動組織前，原來八點班前半班為檢修班，后半班為進尺班，這樣每天影響8點班進尺4 h。

優化勞動組織后，將檢修班人員分解到各生產班。在掘進機截割時由檢修人員負責運料，掘進機截割后，生產班人員對幫頂進行支護時，檢修班人員對機電設備進行檢修，這樣既保證了檢修時間和檢修質量，又增加了掘進時間，提高了工作效率。掘進作業循環流程見圖1。

圖1 掘進機掘進作業循環流程

4.4 人員配備

選用業務素質較高，熟練掌握施工工藝及流程的施工人員，提高作業期間作業人員之間的配合默契度，能有效節省工時。每班配備17人。其中：掘進機司機1名，帶式輸送機司機3名，機電檢修人員3名，帶班干部、驗收人員、局部通風機司機各1名，直接工7名。

5 人、機、環、管優化配置

(1)人員：高素質施工與管理人員。掘進機和帶式輸送機司機以及設備使用人員，經專門培訓、考試合格并持證上崗，能熟練操作設備。

(2)機械：設備配備合理。掘進和運輸設備最優配置，每天定期進行檢修，保證生產期間設備正常運轉。

(3)環境：井上下生產環境適宜安全生產。每天對井下生產環境和井上輔助生產環境進行評估，并對查出的設備和生產隱患及時進行整改落實，達到最佳安全生產環境。

(4)管理：完善規章制度、實行競爭激勵機制。強化安全生產責任制、制定質量標準化驗收制度，對創新水平的班組及時進行獎勵。

通過“人、機、環、管”科學施工管理措施，形成最優閉環配置，達到了最佳生產能力，實現了掘進效益最大化。掘進日進尺由平均8 m/d提高到14.4 m/d、月進尺由原來的約200 m/月提高到360 m/月，創造了大埋深巖巷掘進360 m/月的全國新記錄。

6 社會經濟效益

大埋深巖巷快速掘進2015年于中國平煤神馬集團平寶公司實施獲得成功，提高工作效率156%以上。勞動組織優化后，節約人工費用285元/m，累計節約41.7萬元。根據該方式進行施工，提前3個月完成了進尺任務，間接經濟效益300萬元。總計節約投資341.7萬元，獲得了良好的經濟效益。

施工工藝改進，生產成本大大降低，提高了巖石巷道掘進的月進尺水平，為礦井采掘正常接替提供了有力的保障，實現了煤礦安全高效生產。2015年在煤炭系統大部分煤礦嚴重虧損的形勢下，中國平煤神馬集團平寶公司在長走向(1463 m)、大采長(260 m)、高瓦斯采面中采用低位抽放巖巷抽放本煤層瓦斯，實現了安全生產。全年原煤生產218萬t，實現盈利7350萬元，社會效益顯著。

7 結論

(1)選用EBZ-260型掘進機、配備凱南麥特廠家生產的硬質合金截齒，節約了材料消耗，提高了設備開機率。

(2)掘、支、錨科學合理平行作業，大幅度提高了掘進速度，實現了安全快速掘進。

(3)優化勞動組織，保證了檢修和掘進平行作業，較大提高了掘進工效。

(4)通過人、機、環、管科學施工管理措施，形成最優閉環配置，達到最佳生產能力。

(5)巖巷掘進進尺由原來的200 m/月、提高到360 m/月，工效提高156%以上。

(6)大埋深全巖巷道安全快速高效掘進實現了新的突破，獲得了良好的社會經濟效益。在中國平煤神馬集團乃至全國煤礦系統推廣前景十分廣泛。

[1] 董方庭等.巷道圍巖松動圈支護理論及應用技術[M]. 北京：煤炭工業出版社, 2001

[2] 馬利.巖巷機械化快速掘進技術及其在邢臺礦區的應用研究[D]. 中國礦業大學(北京) ，2012

[3] 趙宏偉.煤礦巖巷快速掘進技術研究與應用[J].中國煤炭, 2012(8)

[4] 陳泉建，楊棟.高應力三軟煤層小煤柱沿空掘巷強化支護探索[J].中國煤炭, 2014(5)

[5] 費旭敏.深井大斷面復合頂板煤巷快速掘進的研究實踐[J].中國煤炭, 2008(9)

(責任編輯 張毅玲)

山西省2016年新發現煤炭資源7.85億t

山西省國土資源廳通報稱，2016年山西省共投入5.5億元進行地質找礦，新發現煤炭資源量7.85億t。山西是我國煤炭資源大省，累計查明煤炭保有資源量達2674億t，約占全國查明煤炭資源儲量的25%；據測算，山西全省含煤面積5.7萬km2，占全省國土面積的36.3%。山西省國土資源廳表示，2016年山西省共投入5.5億元開展地質找礦工作，安排地質勘察項目103個，發現超大型氣田1處，新增煤炭資源量7.85億t，提高儲量級的資源量37.89億t。山西省國土資源廳有關負責人表示，2016年山西省率先在地質勘察項目簽約中引入競爭性磋商制，地勘項目面向全國招標，一個項目可以多家競爭，實力強且價格低者才能簽約，新簽約的地質勘察項目共節約政府資金2719萬元。據了解，2016年，山西省煤炭產量為8.32億t，同比減少1.43億t，減幅達到14.7%。

Practice of speedy drivage of deep rock roadway with bolt-mesh-anchor support

Liu Yinzhi1, Wang Haitao2, Jin Zhuoya2

(1. China Pingmei Shenma Group Co., Ltd., Pingdingshan, Henan 467000, China;2. China Pingdingshan Shenma Group Pingbao Company, Pingdingshan, Henan 467000, China)

Aiming at the problem of low level of single heading of deep rock roadway with high ground pressure in China Pingmei Shenma Group Pingbao Company, according to the characteristics of surrounding rock, a new level of tunneling footage of 360 m per month in deep rock roadway in China was created by designing reasonable supporting form, making scientifically field operation procedures of roadway and adopting dynamic coupling support theory with bolt-mesh-anchor to guide the construction.

deep rock roadway, rock drivage, speedy drivage, bolt-mesh-anchor support, Pingmei Shenma Group, Pingbao Company

劉銀志，王海濤,靳灼亞.大埋深巖巷錨網索支護快速掘進實踐[J].中國煤炭，2017,43(2):56-58. Liu Yinzhi, Wang Haitao, Jin Zhuoya . Practice of speedy drivage of deep rock roadway with bolt-mesh-anchor support [J].China Coal，2017，43(2): 56-58.

TD353 TD263

A

劉銀志(1965-)，男，河南平頂山市人，教授級高級工程師，現任中國平煤神馬集團副總經理，長期從事煤炭生產和礦井建設及井巷支護技術管理工作。