回采巷道掘進支護技術探究

摘 要：隨著礦井生產能力的不斷提升，目前大多數礦井需要掘進大量的巷道以支撐其生產需求，而巷道掘進過程中如何采用合理的技術以確保正常的生產推進時目前急需解決的問題之一。基于此，本文以某礦井目前正在掘進的回采巷道為研究對象，對其目前的掘進工藝及技術要點進行分析，以期推動相近地質情況礦井巷道掘進的發展。

關鍵詞：煤礦;回采巷道;掘進;支護;技術要點

1 工程概況

目標礦井現階段的主采煤層為9號煤層，目前正沿著92盤區的運輸順槽進項巷道的掘進工作。目標礦井目前所采煤質主要為亮煤，具有金屬光澤，煤體的斷口較為平整，煤質整體偏軟，有少量夾矸，矸石的主要巖性為泥巖。現階段的主采煤層平均厚度約為12m，含有的矸石層為3～5層。單層夾矸的最大厚度為0.8m。目前目標礦井煤層的賦存情況整體較為穩定，且煤層頂板巖性大多以砂質泥巖為主，平均厚度約為5m，其間混雜部分中粗砂巖，其厚度平均為9m;煤層底板巖性主要以砂質泥巖為主，平均厚度為4m。

目前礦井生產中的掘進工作面布置在9號煤層中，其工作面順槽的寬度設計值為1200m，其走向由東向西進行推進，與回風巷之間形成約為60°的夾角。工作面位于整個煤層的中東部區域內，每隔150m存在單斜構造，煤層的傾角平均為5°。掘進巷道的斷面形狀設計為矩形，長為5m，寬為3m，面積為15m2，現階段采用的支護模式為錨網索聯合支護，掘進工藝為采煤機割煤。

2 掘進技術分析

2.1 掘進工藝

在進行巷道掘進前，首先應當依據礦井設計圖紙確定巷道的中線位置，隨后在中線上的合適位置安裝激光指向儀，后期的掘進機的掘進方向應當沿著激光的指向方向進行掘進。目前，目標礦井巷道掘進所使用的掘進機型號為EBZ260型掘進機，在巷道的開口位置處需要配合使用對應的刮板輸送機完成煤炭及矸石的轉運工作，其中在距離巷道口90m范圍內的煤炭轉運工作由刮板輸送機完成，90m之后的轉運則由膠帶輸送機完成，其中，輸送機的皮帶應當延伸至開口位置進行連接。現階段，目標礦井的掘進需要配合液壓支架完成對應的支護工作，錨桿的安裝通過氣動鉆機完成。

2.2 掘進方法

關于巷道掘進過程中的具體實施方法如下所示，在進行巷道開口時首先需要利用綜掘機完成巷道的掘進工作，掘進工作的實施需要嚴格按照預先的設計圖紙施工。首先，在巷道的開口位置需要安裝錨桿以達到加強支護的目的，隨后安裝激光指向儀，依據具體的劃線位置進行斷面的切割，隨后在對應的位置處安裝錨桿。當利用綜掘機完成一個工作循環周期后需要從迎頭位置將產生的煤渣及矸石運出，運出后需要工作人員了解巷道頂底板情況后進行及時的臨時支護，當巷道的支護符合生產要求后才可以進行后續的錨桿支護工作。當巷道頂板錨桿的安裝完成后，需要對巷道的兩幫進行支護并安裝對應規格的錨桿，此區段范圍內的支護完成后再進行下一范圍內作業。

在巷道的支護過程中，工作人員需要在早班期間對目標區段內進行設備的檢修，檢修的主要內容包含皮帶及風路、水路的延伸、材料的存儲、掘進機、錨桿機、皮帶等設備的檢修。當完成檢修任務后需要利用剩余的時間進行掘進作業。其中，巷道兩幫安裝的第一排錨桿滯后迎頭的位置應當小于4m;第二排錨桿滯后迎頭的位置應當小于10m。同時，支護過程中應當保證錨索支護位于掘進機的后方位置，距離迎頭的滯后位置應當小于60m。在巷道掘進過程中，當巷道頂板及兩幫出現壓力集中時，巷道的頂板及兩幫容易破碎，最終為后續的巷道支護造成一定的難度。主要原因為，錨網索支護方式需要緊密連接巷道的迎頭。因此，巷道掘進過程中，為保證水能夠及時排出需要在其東側挖設水溝進行排水，同時，隨著巷道的不斷向前推進，應當對于巷道出現破碎的區域及時進行注漿封堵，其中，施工的長度范圍應當以100m作為其施工區間。

3 巷道支護方案

3.1 臨時支護

巷道的臨時支護主要通過掘進機及亞液壓支架完成相應的支護作業。支護方案的選擇需要基于目標礦井的地質報告提出，結合礦井的實際生產情況確定其最佳控頂距等相關參數，其中，最大控頂距一般為2.5m，最小控頂距一般為0.2m，當頂板的巖石破碎較為嚴重時可以將其最大控頂距適當縮短，一般為1.4m左右。確定最佳控頂距后進行臨時支護需要進行巷道頂板的浮煤清理等作業，及時關閉掘進機截割部的電磁開關，相關操作人員應當充分理解掘進機的工作原理及構造，熟練進行相關的操作。同時，關于液壓支架前探梁的操作需要在距離迎頭位置小于0.2m的范圍內開始相應的操作，在此安全距離內才可以進行后續的相關作業，當巷道頂板存在不平整的情況時需要墊木板等以保證前梁能與其有效貼合。

3.2 永久支護

目標礦井選用的永久支護方案為錨網索+鋼帶的聯合支護方式，鋪設的長度為150mm。支護所用的設備具體規格如下：

錨桿及配件：頂板錨桿長度為2.2m，直徑為20mm，屬于左旋螺紋鋼錨桿。幫錨桿長度為2m，直徑20mm，材質為玻璃鋼。間排距設計值為1m×1m，整體的布置沿矩形布置。每根錨桿需要配合兩根樹脂藥卷進行填充，保證其錨固力大于50kN。配合使用的托板厚度為10mm，長150mm，寬150mm。在巷道的頂部鋪設鋼筋網，網眼直徑為100mm，長邊相對接，短邊通過專用的搭扣連接。

錨索：支護所選用的錨索長度為8m，直徑為17.8mm，

間排距設計值為1.7m×3.2m，每根錨索需要配合兩根錨固劑完成其安裝。配套使用的錨索梁材質為槽鋼，長度為0.4m，配合鋼托板完成對應的支護作業，鋼托板為方形鋼板，邊長為150mm，厚度為12mm，其錨固力要求大于100kN。為保障支護效果，需要采用錨索梁加強支護，錨索梁長度為8m，直徑為20mm，其材質為工字鋼，每根錨索梁配合三只錨固劑完成對應的錨固工作。間排距設計值為2m×2m。

鋼帶：支護中所選用的鋼帶為直徑16mm的圓鋼，與頂部的錨桿并排布置，單根鋼帶的長度為5.7m。

混凝土：配合支護所選用的混凝土強度為C20，鋪設的厚度平均為0.2m。

參考文獻：

[1]張建新.回采掘進巷道與采煤工作面交鋒時支護技術分析[J].機械管理開發，2018（2）：51-52.

[2]康紅普，伊丙鼎，高富強，呂華文.中國煤礦井下地應力數據庫及地應力分布規律[J].煤炭學報，2019（01）.

[3]康紅普，王國法，姜鵬飛，王家臣，張農，靖洪文，黃炳香，楊寶貴，管學茂，王志根.煤礦千米深井圍巖控制及智能開采技術構想[J].煤炭學報，2018（07）.

[4]龍景奎，范子毅，劉碧雁.深部巷道錨桿-錨索-圍巖變形協同研究[J].湖南科技大學學報（自然科學版），2018（01）

[5]王金華，康紅普，劉見中，陳佩佩，范志忠，袁偉茗，劉玉朋.我國綠色煤炭資源開發布局戰略研究[J].中國礦業大學學報，2018（01）.

[6]張元超，楊圣奇，陳淼，臧傳偉，龍景奎.深井綜放沿空掘巷實體煤幫變形破壞機制及控制技術[J].巖土力學， 2017（04）.

[7]黨應強.淺埋深薄基巖煤層大采高綜采工作面切眼支護優化研究[J].西安科技大學學報，2017（02）.

[8]侯朝炯.深部巷道圍巖控制的關鍵技術研究[J].中國礦業大學學報，2017（05）.

作者簡介：

徐二峰（1989- ），男，山西晉城人，采煤助理工程師，從事工作及研究方向：從事采煤開采專業。