煤巷大斷面支護及綜掘機拐彎技術要點分析

黃小康 鄭亮

摘要：采煤生產工藝中，因施工作業環境復雜，必須做好巷道斷面支護工作，確保掘進生產安全高效。本文結合實際巷道情況，對大斷面支護技術和綜掘機拐彎技術進行分析，確保煤礦綜采安全和生產效益目標實現。

關鍵詞：煤礦開采;巷道大斷面支護;綜掘機拐彎技術

1引言

煤炭資源是國家經濟建設發展的重要資源，隨著煤礦開采深度的增加，面臨的狀況日益復雜。不確定性因素的存在使煤炭開采的難度增大，加強巷道斷面支護是保證煤炭開采生產安全和生產效率的重要保障。

2某巷道情況概述

巷道地表位于海子邊東南一帶山坡地，地表標高+980～+1006.1m，埋深+472.6～533.1m。井下標高+510～+552.2m。工作面對應地表位于海子邊東南方一帶的山坡地，由于巷道埋深+472.6～553.1m，該巷道掘進對地表無影響。

巷道位于二疊系宣威組上段的8#煤層中掘進，區域煤巖層傾角為3～15°，平均傾角為8°，其煤層硬度系數為1～3。巷道頂、底板圍巖主要為砂巖、粉砂巖、泥巖、粘土巖等，頂底板巖層硬系數為4～6。該巷在8#煤層中掘進，瓦斯含量小于6m3/t，巷道有一定的起伏。掘進過程中可能遇到其他隱伏小構造，掘進時應隨時注意巖層變化情況。該巷掘進時在保護層保護區域內，可解析瓦斯含量為1.9359T/m3，瓦斯對本巷道掘進影響較小。

本巷道掘進過程中不存在沖擊地壓及應力集中區，巷道內溫度在22°左右，對巷道掘進無影響。巷道從7#抽采石門掛口施工過程中注意巷道交岔口段強化支護。由于煤層傾角變化，8106皮帶巷北段及聯絡巷布置期間，巷道有一定起伏，在低洼段可能有積水，掘進前應考慮臨時排水系統。

3煤巷大斷面支護技術

8106皮帶巷聯絡巷設計為異性斷面，轉向后為8106皮帶巷設計為矩形斷面，里程37m處設置矩形信號硐室。

異性斷面設計：8106皮帶巷聯絡巷開口施工39m，坡度隨煤層變化掘進;巷道掘進斷面為13.65m2，凈斷面為12.23m2，掘進寬度4.7m，高幫掘進高度3.952m，低幫掘進高度為2.216m，凈寬為4.5m，高幫凈高為3.46m，低幫凈高為2.14m。

矩形斷面設計：8106皮帶巷聯絡巷施工39m后，按方位角a=145°59′54″轉向施工8106皮帶巷北段102m;巷道掘進斷面15.08m2，凈斷面為14m2，掘進寬度為5.2m，掘進高度為2.9m，凈寬為5m，凈高為2.8m。

信號硐室斷面設計：掘進斷面為8.32㎡，凈斷面為7.5㎡，掘進寬度為3.2m，掘進高度為2.6m，凈寬3m，凈高2.5m，深度為2m。

3.1巷道臨時支護

采用單體液壓支柱+鋼筋網作為臨時支護，分為DW31.5型、DW28型及DW25型;DW28型規格為：最大高度為2800mm，工作行程570mm，初撐力為90KN，液壓缸直徑100mm，重量50kg;DW25型規格為：最大高度為2500mm，重量40kg;DW31.5型規格為：最大高度為3150mm，重量60kg，其余參數均與DW28型相同。

現場單體液壓支柱數量：DW31.5型、DW28型、DW25型，共9根。木墊板規格及數量：長×寬×厚=300mm×150mm×50mm，不少于15塊。單體液壓支柱及木墊板一起堆放在耙裝機后20m范圍的巷道內。

掘進找頂后，必須立即使用單體液壓支柱戴帽施工臨時支護，且支柱必須帶帽，臨時支護與永久支護距離為1000mm，柱帽采用規格為：長×寬×厚=300×200×30mm的木板。永久支護完畢后，當空頂≥800mm時，必須施工臨時支護。

臨時支護防倒措施：采用14#鉛絲將輕型單體液壓支柱固定于頂板金屬網上，防止支柱卸壓滑倒傷人。檢查支護的預緊力，出現卸壓時，及時補液加壓，確保支柱支撐有效。

掘進后找頂工具及規定數量的單體液壓支柱、柱帽必須搬至磧頭，找頂后立即采用戴帽輕型單體液壓支柱施工臨時支護，臨時支護可靠后方可進行作業，施工臨時支護必須站在永久支護一側操作。

臨時支護工序為：敲幫問頂→單體液壓支柱準備→連接水管及注壓閥→加墊板帶帽+金屬網貼巖面→注壓穩固→頂部錨桿支護→轉磧頭→永久支護。

3.2巷道永久支護

8106皮帶巷北段及聯絡巷錨桿長度及間、排距的確定：

1.錨桿長度的確定：L≥L1+L2+L3

式中：L——錨桿總長度m;L1——錨桿外露長度m;頂錨桿取0.13，幫錨桿取0.13;L2——有效長度m;L3——錨入巖（煤）層內深度m，取0.6。

L2中，圍巖松動圈冒落高度0.72m，幫錨桿取幫破碎深度0.31m。

頂錨桿L=0.13+0.72+0.6=1.45m，頂錨桿2.2m≥1.45m符合設計要求。

幫錨桿L=0.13+0.31+0.6=1.04m，幫錨桿1.8m≥1.04m符合設計要求。

4綜掘機拐彎技術要點

煤礦開采中，巷道拐彎是影響開采質量的重要因素。傳統拐彎作業采用的是放炮挖掘的方法，確定放炮位置，然后挖掘炮砵位置，黨綜掘機運行到拐彎位置時可用人力進行加固。這種方式需要根據綜掘機的運行情況進行切眼作業，每次切眼作業在綜掘機前行5～10m后開始，切眼長度在5m左右。切眼完畢再以炮擊的形式繼續。黨綜掘機拐彎快要結束時，做好準備，以人工方式進行設備拆除。這種拐彎方式在應用中由于人工作業量大，因此作業危險性高。因此，針對這一問題對綜掘機拐彎技術進行改進。當綜掘機行進到預先設定的切眼位置時，開展加固作業，根據設計的要求進行臨時支護。對切眼位置以四岔口的形式進行切口控制。所有施工作業在中央控制室內完成。另外，為了降低綜掘機拐外過程中容易受到外界因素的影響，對綜掘機履帶進行改造，將履帶尾部縮短20%，進行切眼改造，提高拐彎作業效率。嚴格控制綜掘機拐彎作業參數，確保數據參數精準。避免人為經驗注意，嚴格按照軟件分析模擬的結果進行施工。對綜掘機拐彎運行軌跡進行模擬，確定綜掘機移動行進的路線，有效保證綜掘機順利運行到預定切眼位置，提升綜掘機拐彎效率。

5技術應用效果分析

結合煤礦實際情況，通過對巷道大斷面支護技術進行設計，優化綜掘機拐彎技術，減少生產人工作業量，提高生產安全和生產效率。通過優化工藝技術，大大縮短開采作業周期，減少作業成本，保障企業生產效益目標實現。

6結語

綜上所述，煤礦生產中，施工對應嚴格按照現場標出的巷道中線和坡度施工，有效控制巷道方向和坡度。大斷面支護有效提升斷面支護效果，消除地質復雜條件產生的支護問題，提升開采效率。綜掘機拐彎技術應用實現長距離施工，減少人員工作量，縮短綜掘機拐彎周期，保障企業生產效益目標實現。

參考文獻

[1]掘進工作面綜掘機拐彎施工技術研究與應用[J].山西焦煤科技，2019，43（1）：38.