大斷面切巷機掘支護一體化施工技術研究

張少鵬

（晉能控股煤業集團燕子山礦， 山西 大同 037003）

1 某礦8617 工作面概況

在晉能控股煤業集團某礦的12 號煤層的406 盤區中的8617 工作面中，其煤層的厚度平均是7.2 m，在直接頂與直接底中，相應的互層是砂質頁巖與中細粒砂巖、粉細砂巖，煤層厚度相應的平均值是26.73 m、11.44 m，并且煤層有比較小的傾角，大概是3°，因此該煤層是緩傾斜的煤層。當進行回采時，因為采掘設備所占的空間比較大，因此在進行安裝時，切巷的斷面要比較大，其寬與高分別是8.8 m、3.5 m，巷道的總長度是165 m[1]。

2 施工工藝

按照掘進工作面的實際狀況，明確了支護、運煤、裝煤、割煤等施工工藝。

2.1 截割操作

在割煤時選用的采煤機型號是12CM 12- 10D，而且該型號采煤機根據每隔6 m 進行一次循環，通過有破碎頂板或發育裂隙的區域時，根據是支護與掘進的距離要求為3 m。當進行掘進時，一定要保證成巷的次數為1，主要有采垛與切槽，在激光導向儀的幫助中，操作人員進刀的方向是激光的左邊，當截割到6 m 的深度時，就會把采煤機撤回來，并把采煤機直接調轉至巷道剩余一側，機器的具體位置可以由激光線來進行確定，完成剩余的采垛作業。圖1 就是截割工序示意圖。

圖1 截割工序示意圖（單位：mm）

2.2 截割循環操作

圖2 就是其截割循環示意圖。截割過程中一定要升刀，調整其截割頭，把其調整至巷道頂板，然后在掃頂，掃干凈上刀所留下的所有煤皮，然后在進刀，降低截割頭，一直降至煤層內，繼而在實施割煤操作，把截割頭切進煤層內，并且是從上到下進行，當截割至巷道底板之后，在實施拉底，這樣就會回撤采煤機800 m，用來保證底煤被完全截割，等把所有余煤都裝完之后，在調轉其截割頭的方向，調轉至巷道頂板位置，然后在升刀，實施接下來的循環。當進行截割循環時，其刀每進行一次循環，就會推進工作面，推進距離是900 m，當結束工作面的掘進時，就要記錄好掘進巷道右幫的日期及尺寸[2]。

圖2 截割循環示意圖

2.3 裝煤與裝煤工序

在裝煤適用于自動化，當進行截割過程中，在保證割下的所有煤均能落至其收集頭的機構內，經過持續運轉的爬爪裝載機構，在輸送機中裝上割下的所有煤，因此輸送機就能把裝煤作業得以完成。把梭車用于運煤的過程中，首先要裝滿的地方是梭車的最前面，裝滿其后方的煤是由輸送機運輸過來的，當裝滿梭車之后，就會把煤輸送至破碎機內，煤破碎由膠帶輸送機給輸出去。

2.4 支護過程

在采煤機以6 m 一循環的割煤完成之后，再推進錨桿機，然后在臨時支護工作面上方的空頂位置進行永久支護，并將永久支護錨桿緊固。

2.5 空頂距的確定

當永久支護巷道的頂板時，一定要對支護的空頂距的最大值與最小值進行確定。因為在采煤的過程中，要把充足進刀的空間預留出來，所以，空頂距的最大值與最小值確定是7 m、1 m[3]。

2.6 各個工序之間的配合

當循環采煤操作時，梭車停止接煤之后，一定要馬上實施裝煤，并且梭車要準備好馬上進行裝煤，保證所有煤沒有漏到梭車車斗之外，并且不會損壞跟機設施，當進行裝卸過程中，可以馬上運走煤，同步實施掘進與支護。在完成循環之后，就要對其進行調整，直接把其調整至剩余一側，然后在實施掘進，在這個時候要馬上用錨桿支護空頂的地方，每個工序要相互配合，保證能夠安全采煤，使產出率更加穩定。

3 支護方式的組成

3.1 錨桿支護工藝

當大錨桿支護的密度比較低時，需要提高支護的速率。一方面可以提高裝備標準，便于建立快掘系統，支護巷道形式的簡化與優化有輔助作用，更深層次的提高單進標準。按照有關統計得知，割煤、支護、其他等工序所消耗的時間比是2∶6∶2，掘進時間和支護時間不匹配，如想要實現快速掘進，必須解決支護問題。

按照工作面中的所有設備的有關配套狀況，對網片的規格與支護的參數進行優化，把錨桿支護頂板的密度與數量減少，把施工工藝的流程進行簡化，把多次調節錨桿機的次數減少，使支護斷面的形式和掘進裝備最好的耦合，當支護強度與之前相同時，支護效率會提高20%左右，支護密度會下降30%左右。

在支護使所使用的螺紋鋼錨桿的型號是Φ18 mm×1 700 mm，相鄰錨桿之間的排距與間距分別是1 000 mm、950 mm，在布置錨桿時要以巷道中心線為依據，1 排所布置的錨桿數量是9 根，所使用的鋼帶是W 型的，用鋼帶和錨桿把頂板進行連接。

3.2 錨索支護工藝

錨索支護所選擇的型號是Φ17.8 mm× 8 000 mm，在布置錨索時要以巷道的中心線為依據，1 排所布置的錨索數量是4 根，其排距與間距分別是2 000 mm、2 000 mm，并且鋼梁眼距是2 000 mm。

3.3 帶帽點柱和錨索組工藝

把錨索組的支護布置到巷道內，把鋼板當做托板，并且鋼板的厚、長、寬分別是10 mm、500 mm、300 mm，在錨索組與錨索組之間預留眼距，并且眼距是300 mm，在相鄰錨索內布置鋼絞線，并且鋼絞線的長度是10 m，數量是2 根。由于要對巷道頂板所處的情況進行觀測，把帶帽點柱布置在相鄰的錨索之間，并且之間的柱距是4 000 mm，交錯布置錨索組和點柱。圖3 就是頂板支護示意圖。

圖3 頂板支護示意圖（單位：mm）

3.4 護幫工藝

對采煤幫那邊護幫材料進行選擇時，可以選擇錨桿掛塑料網，并且該錨桿掛塑料網是可回收的，對古塘幫那邊護幫材料進行選擇時，可以選擇的錨桿掛塑料網是圓鋼的，自和頂板有500 m 距離的位置開始，從上到下對錨桿進行打設，并且是2 排，并且這2 排的排距與間距分別是1 100 mm、1 400 mm。

4 結語

1）所選用了配套的支護工藝與施工工藝，保障了錨桿支護、掘進等工藝的連續性。

2）機掘支護一體化技術的應用不僅提高了掘進速度，而且降低了頂板壓力所產生的危害，使采掘接續不能銜接的狀況得到了緩解，使掘進效率與支護質量得到了提高。