連續采煤機開切眼頂板控制

趙海妮 韓召

（內蒙古鄂爾多斯永煤礦業投資有限公司，內蒙古 鄂爾多斯 017212）

一、前言

神東礦區為我國首個億噸級煤炭基地，近年來，該地區的原煤產量均在4 億噸以上，以鄂爾多斯煤炭地區為代表的高產高效礦井是我國煤炭工業發展的新模式。在原系統的基礎上增加1 臺梭車和1 倍的聯絡巷道數量后的優化設計，可以使系統的掘進速度提高1 倍左右，生產效率提高70%左右。連續采煤機掘進過程中頂板控制始終是影響安全和效率的重要問題，工作面開切眼由于斷面積較大，對原巖破壞較大，穩定性相應也較差，頂板的控制和管理難度相應增大，應格外關注。

二、開切眼頂板控制

在連續采煤機掘進工作面開切眼的過程中，對頂板起決定性作用的是工作面的整體圍巖狀態，掘進施工質量和支護質量。馬泰壕煤礦現階段主要開采+870m 煤層，埋藏深度約為400m，開采條件十分優越，工作面頂板一般較為穩定，局部區域可能存在小的地質構造帶或者破碎帶，總體上，地質條件對大斷面長距離的開切眼頂板影響不大，所以連續采煤機的掘進施工質量和跟進的支護質量對開切眼的頂板控制起著關鍵作用。

（一）加強掘進管理

要嚴格按照作業規程規定進行連續采煤機掘進作業。煤機先從切眼前進方向的左側(切眼副幫)掘出5.6m 寬的小斷面(嚴格執行左切槽，右采垛的截割方式)，然后煤機退出，待錨桿機支護完成后，煤機調機再掘小斷面。掘進小斷面1 個循環后，煤機調出對切眼正幫進行擴幫，擴幫完成后，煤機再調入掘進5.6m 寬的小斷面，錨桿機調出支護3.6m 寬的擴幫巷道，支護過程中，同時將頂板的錨桿、錨索支護到位，確保頂板管理安全可靠，這樣小斷面掘進與擴幫交替進行，并且煤機和錨桿機之間有足夠的安全距離，平行作業，不相互沖突。

在連續采煤機掘進過程中，循環進度是重要的影響因素，施工中應視頂板情況嚴格控制循環進度。頂煤厚度大于500mm、直接頂完整、裂隙不發育、無地質構造的情況下切眼小斷面循環進度為12m，切眼擴幫最大循環進度為12m；頂煤小于500mm、頂板完好無裂隙，切眼小斷面最大循環進度調整為不大于6m，切眼擴幫最大循環進度為不大于6m；頂板出現裂隙、離層、掉渣等，切眼小斷面最大循環進度調整為不大于3m，切眼擴幫最大循環進度為不大于3m；頂板異常時，煤機司機必須進一步縮小循環進度。若局部地質構造較復雜，出現頂板破碎、頂板淋水大、局部冒頂時，必須采取短掘支，最大循環進尺為2m，頂板維護困難時，循環進度為1m。遇地質構造時必須采取補強支護，并制定相應的安全技術措施。

（二）加強支護管理

3107 工作面切眼頂板采用錨網索+M 鋼帶進行支護。錨桿選用φ22×2200mm 左旋螺紋鋼錨桿，每根錨桿使用K2370 型錨固劑1支，設計錨固力100kN。錨桿間排距為1000×1000mm，錨桿托盤為150×150×12mm 的穹形鐵托盤；網片為1.2m×2.1m 的鋼筋網，采用φ6mm 圓鋼焊接，網格為100mm×100mm，網片搭接長度不小于100mm，用雙股14#鐵絲綁扎，綁扎間距不大于300mm，三花布置，要求垂直于巷道掘進方向使用錨桿壓住接茬，為保證頂板支護質量，每循環進尺的搭接點的網片接茬原則上可以不使用錨桿壓住，當頂板破碎或者有其他必要情況時，要補打一定數量的錨桿，壓住接茬位置；錨索選用5+3支護方式即：5 根φ21.8×10300mm 錨索（配合M 鋼帶支護）與3 根φ28.6×10300mm 錨索間隔1 排交錯布置（具體布置方式見附圖11），M 鋼帶每排布置2 根，規格：長4400×寬150×厚5mm 和規格：長2400×寬150×厚5mm，各1 根。

3107 工作面切眼斷面大，長度長，錨索支護工藝十分重要。小斷面掘進完后先支護相應的錨索+M 鋼帶，擴幫后再支護擴刷側的錨索+M 鋼帶。每個循環錨桿支護完后，必須及時按設計施工錨索，錨索支護必須緊跟工作面迎頭，嚴禁滯后施工，擴幫前對應小斷面段錨索必須支護到位，否則不得擴幫。錨索外露長度150--250mm，孔深允許偏差范圍為0—50mm，孔距允許偏差范圍為±100mm，成孔直徑要匹配相應的錨索。φ21.8×10300mm 錨索錨索初漲力不得小于180KN,破斷拉力不得小于60噸;φ28.6×10300mm 錨索錨索初漲力不得小于210KN，破斷拉力不得小于90 噸。

在大斷面巷道開采期間采用連采機設備可以獲得良好的施工效果，為了確保技術應用的合理性，施工人員應做好以下幾點工作。一是合理設計施工方案，針對掘進工程的實際情況優化快速掘進技術，制定科學完善的掘進方案，確保掘進效果。二是做好安全管理工作，施工期間應安全管理巷道掘進與支護作業，及時消除安全隱患，確保作業的安全性。且期間還應做好技術交底工作，督促施工人員做好安全防護，三是嚴格把控技術質量，施工人員應嚴格遵循相關的文明施工規范，在機械設備與人員方面進行嚴控，在實現快速作業目標的基礎上，保證開采作業的質量與效率。

三、結論

3107 切眼斷面大，高度為4.2m，寬度為9.2m，斷面積為38.64m2、長度達到299m，在掘進施工中頂板事故為最大的安全隱患。在掘進過程中，工作面嚴格按照作業規程規定進行連續采煤機掘進作業和頂板支護，通過合理控制掘進循環進度，提高掘進工程質量，加強工作面切眼的支護強度，有效地控制了工作面的頂板，在掘進施工中未發生冒頂等事故，為日后的生產準備奠定了堅實基礎。