三面采空孤島工作面膠帶順槽掘進技術研究

摘要：以劉莊煤礦三面采空孤島工作面膠帶順槽工程地質條件為背景，開展了120502膠帶順槽斷面與支護設計及掘進技術研究。120502膠帶順槽斷面設計為直墻三心拱斷面，采用綜掘機掘進，嚴格按照中腰線施工。支護方式：錨網索+點柱支護，肩窩用雙層錨網或錨網+菱形網支護，根據錨索生根巖性，及時變更錨索長度，確保錨索生根在穩定巖層中。

關鍵詞：膠帶順槽;孤島工作面;錨網索支護;掘進

1 工程概況

劉莊煤礦120502膠帶順槽位于1205采區，西起5煤采區第二中部車場，東至120502工作面切眼，南臨120503工作面采空區，北近120601膠帶順槽及工作面采空區、120502軌道順槽。

120502膠帶順槽頂底板條件如下：

老頂：細砂巖，成分以石英為主，次為長石及暗色礦物，局部含泥質包體，泥質膠結。

直接頂：泥巖，致密，底部富含植化碎片，上部含少量砂質成分。平均厚度為8.5m。

直接底：泥巖，致密，含炭質薄膜。平均厚度為1.5m。

2 膠帶順槽設計與要求

2.1 膠帶順槽斷面設計

2.1.1 膠帶順槽工程量

120502膠帶順槽自原停頭位置以方位角85°施工26.975m，再以方位角100°施工17.387m，最后以方位角85°施工1043.7m至設計切眼位置，設計全長1088.1m。

2.1.2 巷道設計斷面

120502膠帶順槽44斷面、44斷面均為直墻三心拱斷面，巷幫鉆場為直墻平頂斷面。

44斷面、44斷面：掘寬6000mm，掘高4300mm，掘進斷面23.82m2，其中墻高2267mm。凈寬5800mm，凈高4200mm，凈斷面21.98m2。

2.2 支護設計

120502膠帶順槽采用錨網索+點柱支護，兩肩窩用雙層錨網或錨網+菱形網支護，鉆場、信號硐室采用錨網索支護，避難硐室采用錨網索噴支護。

支護參數如下：錨桿長度均為2.5m，間排距除44斷面、44斷面兩肩窩采用400×800mm加密支護外，其余間排距均為800×800mm，其中：44斷面、44斷面每排21根;信號硐室每排10根;巷幫鉆場每排15根;避難硐室每排15根。

設計錨索長度9.2m，垂直巷道圓弧的切線布置安裝。其中44斷面、44斷面間排距1000×1200mm，每排7根。

3 膠帶順槽掘進方法與工藝

3.1 膠帶順槽掘進方法

3.1.1 施工方法

120502膠帶順槽采用綜掘機掘進，嚴格按照測量部門施放中腰線施工。跟5煤頂板掘進時，正常情況下，破頂量控制在0.5m～1.0m;若遇地質構造時，可根據現場情況做適當調整。

3.1.2 施工中的特殊技術要求

（1）120502膠帶順槽自原停頭位置向東施工，跟上5煤煤層頂板后沿煤層施工，掘進期間將受若干個斷層影響，需提前編制專項安全技術措施。

（2）施工過程中嚴格控制變坡點，變方位段巷道起、始點位置，確保巷道符合后期皮帶機安裝及運料系統的需要。

3.1.3 巷道施工要求

（1）巷道凈寬允許誤差為巷道中心線至任一幫距離偏差0～100mm;凈高允許誤差：變坡點之前有腰線段為腰線至頂、底板距離偏差0～100mm，無腰線段頂、底板距離偏差-50～200mm，巷道成型規整。煤巷、半煤巖巷道超（欠）挖不超過3處。

（2）巷道掘進坡度的偏差不得超過1‰。

3.2 膠帶順槽掘進作業

3.2.1 綜掘機掘進

采用風鎬輔助綜掘機掘進，皮帶機出貨。44斷面、44斷面正頂每排施工5根錨桿后，撤除臨時點柱，再將上述斷面肩窩處錨桿支護齊，將拱頂錨桿支護不少于11根后，綜掘機進行剎底出貨。迎頭后方的幫部支護及錨索支護可與上述工序同時進行，但支護幫部人員必須注意前方，防止肩窩掉煤（矸）傷人。

3.2.2 工藝流程

安全檢查→延皮帶機→綜掘機截割、出貨→安全檢查（確認安全）→臨時支護→打頂板、幫部錨桿→綜掘機進行剎底出貨（安全檢查貫穿作業全過程）。

3.2.3 循環進尺

采用綜掘機掘進，頂板完好時循環進尺1.6m，最大空頂距1.8m;頂板破碎時循環進尺0.8m，最大空頂距1.0m。風鎬掘進時循環進尺0.8m，最大空頂距為1.0m。

3.2.4 綜掘機炮頭截割方法

頂板巖性好時，沿巷道中心線分四步截割，第一步截割中線左幫，第一刀從下向上沿“S”形路線來回截割，第二步截割中線右幫，方法同上，第三步從上向下刷直左巷幫，第四步從上向下刷直右巷幫，然后將底板掃平。當頂板破碎時，應從巷道頂部向下截割，拱部截割完畢后及時對頂板進行支護，然后再向下截割，具體截割路線。

4 結語

120502膠帶順槽支護方式設計為錨網索+點柱支護，兩肩窩用雙層錨網或錨網+菱形網支護，根據錨索生根巖性，及時變更錨索長度，確保錨索生根在穩定巖層中，必要時及時采取補打錨索等加強支護措施。工程實踐表明，采用錨網索+點柱支護，120502膠帶順槽變形小，巷道穩定性較好。

參考文獻：

[1]周中平，張承冉，王東亮.注漿錨索在半孤島工作面兩巷超前支護中的應用[J].內蒙古煤炭經濟，2019（16）：8384.

[2]郭愛萍.中空注漿錨索在孤島工作面中的應用[J].山西冶金，2019，42（03）：123124.

[3]安清彪.孤島工作面礦壓顯現規律研究[J].石化技術，2019，26（03）：168.

作者簡介：柏躍楊（1985—），男，安徽淮南人，工程師，主要從事煤礦安全生產與技術管理工作。