大斷面綜采工作面切眼掘進一次成巷技術研究

李 軍

（山西汾西礦業集團賀西煤礦，山西 柳林 033300）

工作面切眼的具體設計情況與每個生產環節都有著緊密聯系，在實際施工作業開展時，采用的機械設備、自然地理環境、作業方式等都會影響掘進速度，因此，必須要做好施工技術分析工作，充分發揮出采用技術的作用。

1 煤礦概況

某煤礦的11509 工作面位于該煤礦的北四采區左翼，該工作面試北四采區的第三個工作面，主采煤區域厚度約為2.12 m，煤層為單斜結構，傾斜角度約為6°，通過對該采區情況進行分析可以發現，依據該區域地質情況，可以實現一次成巷。11509 工作面的整體長度約為215.5 m，斷面寬為7.0 m，高度為2.5 m，切眼斷面面積為17.5 m2。針對11509 工作面來說，原設計采區傳統施工技術開展作業，具體施工開展時，要采取兩次方式進行掘進，完成小斷面施工后，施工人員要將駕駛掘進機退回到開口處，進行擴幫處理，而通過對11509 工作面的整體情況進行分析可以發現，剩余部分施工作業開展起來工序十分復雜，要將鋪設后的皮帶拆除，重新鋪設，同時，在施工開展時要清理浮煤，具體清理起來難度大，作業面衛生環境差，具體標準化情況難以達到預期。總而言之，采取原設計方案，整體作業效率偏低，整個巷道成巷效率差，而且在實際開采期間，巷道容易受礦壓影響，會發生二次破壞。

11509 工作面整體的具體生產銜接十分緊張，該工作面的生產情況對整個礦生產作業造成直接影響，因此，如果在具體生產時采取原施工技術開展相應施工作業，將會對后續生產作業產生不良影響，不僅浪費大量人力、財力，而且還會降低經濟效益。針對11509 工作面情況進行全面研究，結合11509 工作面地質實際情況、頂底板特點、煤層狀況，開采銜接要求，調整11509 工作面切眼支護后，最終決定采取一次成巷工藝，從而快速成巷，為后續開采作業提供支持。

2 切眼一次成巷掘進技術的具體應用

2.1 支護技術的應用

11509 工作面切眼口位于11509 皮帶巷里1 658.5 m 處，在進行開口前需要對11509 皮帶巷切眼開口位置21.5 m 內，采用螺紋鋼錨桿+鋼絞線錨索+鋼筋+鋼帶+金屬網方式加強支護。11509 皮帶巷斷面積約為11.05 m2，施工中采用2 錨桿間距離為90 cm，每排錨桿之間距離為105 cm，依據實際設計要求，每排需要設置6 個錨桿，施工錨索間距為200 cm，每排錨索間距離為98 cm，通過上述方式，能夠避免在實際作業期間，大斷面開口因為應力原因，導致開口處頂遭受嚴重破壞[1]。

2.2 開口處施工作業

針對切眼開口處，在實際施工開展時，施工人員通過對掘進機進行應用，完成開口處理，開口抹角尺寸大小為1.8 m×1.8 m，針對抹角范圍采取鋼絞線錨索+金屬網支護。實際開采作業進行期間，在開口4.8 m 后安設錨墩，利用掘進機進行出煤作業，開口32.0 m 后，設置皮帶，通過對其進行應用完成出煤，通過這一方式，能夠省去炮掘開口人工出煤工作面，這在一定程度上降低了開采作業難度，而且也提高了開采效率[2]。

2.3 割煤流程

通過對11509 工作面情況進行分析可以發現，由于巷道斷面較大，巷道掘進前主要分為兩個步驟，通過兩種工藝，能夠形成一個相對完整循環，完成前一次循環后，再進入到下一次循環，整體作業開展時，能夠避免的發生二次擾動，實現對切眼支護的保護，確保支護穩定，避免發生事故。一個完整循環施工流程如圖1 所示。

圖1 一個完整循環施工作業流程

2.4 處理特殊情況的技術措施

如果在實際開采期間遇到斷層，需要對引起斷層的原因進行分析，依據引起斷層的具體原因，采取針對性措施進行處理。例如，巖石完整、頂板完好，對于頂板支護，需要采取正常方式完成支護作業[3]。若受外界各項因素影響，導致頂板出現了破碎情況，為了確保后續施工作業順利進行，要及時采取小端面方式開展后續施工作業，采取這一方式處理，能夠有效縮小錨桿間的具體排距大小，進行加強支護時，可以通過補強錨索方式實現[4]。

在實際開展時，施工人員需要觀察頂板情況，若頂板發生了淋滴水現象，以及進行切割煤過程中能夠聽到放炮聲時，為了保證后續施工作業順利進行，提高開采產量，確保整個作業順利進行，應當采取小斷面方式開展相應施工作業。

2.5 觀測頂板動壓情況

開展切眼掘進期間，需要指派專人動態觀察巷道動態礦壓具體情況，為了確保通過觀察能夠獲取到的精準數據，應對每間隔60 m 距離布置一組頂板離層儀，通過對其進行應用，能夠實現對頂板具體情況的全面監測，掌握頂板的實際變化情況。具體監測期間，要注意下列內容：

1）確保通過監測獲取到的各項數據都準確、有效，如果在實際監測中，發現獲取到的數據異常，不得應用，并且要導致數據異常的原因進行分析，依據分析結果，制定合理措施處理，保證最終得到數據準確無誤。

2）對于通過觀察獲取到的數據要進行全面分析，通過分析結果能夠反映施工現場采用的支護方案是否合理，將數據作為判斷支護方案的主要依據，為后續相應工作開展提供支持。

3 切眼掘進一次成巷技術創新與管理作業

3.1 技術創新

針對作業開展中采用的技術創新主要體現在以下幾個方面：

1）采用切眼掘進一次成巷技術，在實際作業進行期間能夠一次成巷，以免發生二次破壞問題，這大幅度提高了掘進效率，降低了維護巷道成本。

2）施工開展時，通過對角錨索進行應用，能夠實現對頂板的支撐保護，特別是針對巷道兩幫出現的變形情況，以及底鼓防情況能夠起到良好防治作用。

3）將被動支護和主動支護兩種方式合理結合到一起，提高支護效果，同時，通過大斷面施工，能夠為施工人員作業營造一個良好作業環境，并且可以大幅度降低相關人員的勞動強度[5]。

3.2 管理作業

1）適當優化勞動組織，對施工作業的各項工序進行科學安排，確保各項平行交叉作業，整體施工開展要始終都采取正規循環方式進行。開展切眼掘進作業期間，要對生產任務進行科學安排，做好施工班組編排作業，具體施工作業開展要嚴格按照事先制定好的生產任務進行，確保施工開展時，班組與班組間不會存在留尾作業，提高施工效率，減少安全事故的發生。

2）在11509 工作面切眼施工作業開展期間，要控制好施工中采用的掘進機，確保其始終都處于正常運行狀態，確保能夠在工期內竣工。

3）切眼一次成巷是一項復雜工作，該項工作能夠取得成功會受到許多因素影響，主要影響因素包括巷道實際支護質量、錨固力與預緊力矩、錨桿排距、金屬網質量與鋪設等多項因素，每一項內容都必須要符合要求標準，只有這樣才能夠能保證切眼一次成巷質量能夠達到預期[6]。由此可見，具體作業開展時，需要加強對切眼巷道支護實際質量情況的檢查，并且要做好相應監督工作，指派專人對施工現場作業開展進行指導。

4 切眼掘進一次成巷技術取得的經濟效益

將一些成巷技術應用到11509 工作面中，安全性高、速度快，能夠實現切眼貫通，而且能夠減少材料消耗量，節約時間成本，大幅度降低相關工作人員的勞動強度。具體體現如下：

1）切眼掘進一次成巷技術與兩次成巷技術相比，可以節約工期約30%左右。

2）對于作業材料，能夠節約一個幫的支護材料，發幅度降低了材料成本。

3）針對作業中采用的設備，在實際作業開展時，能夠減少一個大循環設備搬運，減少該搬運設備的人力投入，降低施工難度，提高利用率。

5 結語

將切眼一次成巷技術應用在11509 工作面中取得了成功，通過具體分析情況可以確定，通過對這一技術的應用，能夠合理加快巷道掘進速度，實現巷道具體情況的有效保護，并且能夠保證綜采與安裝作業可以保持同步，這為現代錨桿支護技術的合理應用打下了一個堅實基礎，對該項技術進行應用與推廣是可行的。