深部高壓區(qū)復(fù)合頂板下使用綜掘機(jī)切眼開(kāi)幫的嘗試

【摘要】綜采大切眼開(kāi)幫一般采用炮采的方式，新安礦在礦井深部高壓區(qū)復(fù)合頂板條件下采用綜掘機(jī)開(kāi)幫，避免了炮掘開(kāi)幫對(duì)頂板的強(qiáng)列破壞，可在同類(lèi)條件下推廣應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】深部高壓區(qū)；綜掘機(jī)；開(kāi)幫

【中圖分類(lèi)號(hào)】TD42【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1005-1074(2009)05-0253-01

隨著煤礦機(jī)械化程度日益增高，綜采工作面數(shù)量逐步增加，綜采工作面的安裝與回撤比較頻繁。綜采工作面支架安裝前要對(duì)切眼進(jìn)行開(kāi)幫，以往綜采切眼開(kāi)幫的施工工藝多數(shù)為待切眼施工完后，對(duì)切眼的硬幫或軟幫進(jìn)行爆破開(kāi)幫，出貨方式為人工手裝鍬或煤耙斗，頂板支護(hù)為錨桿、鋼帶網(wǎng)或單體配加厚板梁。尤其是在采深較大、深部壓力較大及復(fù)合頂板下切眼開(kāi)幫特別困難，頂板支護(hù)的選擇范圍較小及應(yīng)用效果不明顯。新安煤礦采煤工作面已采至負(fù)500標(biāo)高以下（地面標(biāo)高＋92），受深部壓力影響較大，頂?shù)装逡平看螅又敯宥鄶?shù)為復(fù)合頂板，切眼開(kāi)幫后不容易得到控制，給安裝帶來(lái)困難。新安煤礦六采區(qū)負(fù)420十層右片，在切眼安裝時(shí)由于綜三段老面將在7月5日停產(chǎn)，新面應(yīng)在6月30日進(jìn)行試生產(chǎn)。而新面切眼及其他礦務(wù)工程在5月31日完成，如果在切眼開(kāi)幫施工工藝上按照先開(kāi)幫后安裝，將用時(shí)45天才能完成，總體工期就會(huì)受影響。因此經(jīng)過(guò)技術(shù)論證決定使用綜掘機(jī)進(jìn)行綜采切眼開(kāi)幫，并實(shí)現(xiàn)邊開(kāi)幫邊安裝。從施工情況看效果非常理想，開(kāi)幫工作提前。新面在7月5日按期投產(chǎn)，保證綜采工作面的正常接續(xù)，具體做法如下。

1理論分析及方案比較

①首先，炮掘切眼開(kāi)幫對(duì)頂板震動(dòng)破壞較大，尤其是深部、復(fù)合頂板壓力大、易破碎，炮掘后頂板不容易支護(hù)。使用綜掘機(jī)進(jìn)行切眼開(kāi)幫，可以大幅度的減小對(duì)頂板的震動(dòng)，開(kāi)幫后便進(jìn)行支架安裝，使頂板有效的得到控制。②使用綜掘機(jī)進(jìn)行切眼開(kāi)幫并安裝支架，可以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)頂板進(jìn)行有效支護(hù)。綜掘機(jī)在開(kāi)幫過(guò)程中，平均開(kāi)幫長(zhǎng)度1.5米、寬度4.0米、高度3.5米使用時(shí)間為45分鐘，支架安裝時(shí)間為平均每部支架使用1.5小時(shí)。炮掘開(kāi)幫同樣工作量需時(shí)間為2.5小時(shí)，補(bǔ)打支護(hù)2小時(shí)（安裝支架時(shí)間相同）。使用綜掘機(jī)開(kāi)幫最大空頂距為2.5米、最小空頂距為1.0米，在最大空頂距時(shí)打設(shè)單體配大拌支護(hù)頂板，并進(jìn)行支架安裝，安裝后在最小空頂距下使用綜掘機(jī)開(kāi)幫。使用綜掘機(jī)進(jìn)行切眼開(kāi)幫可以減少開(kāi)幫后頂板裸露的時(shí)間，并使用支架對(duì)頂板進(jìn)行強(qiáng)有力的支護(hù)。③縮短切眼開(kāi)幫整體時(shí)間。在施工工藝上，一種方法為切眼開(kāi)幫竣工后再進(jìn)行安裝，在用時(shí)方面占用多。另一種為炮掘邊開(kāi)幫邊安裝，這種方法占用人員多，不便于安全管理。使用綜掘機(jī)進(jìn)行切眼開(kāi)幫邊開(kāi)幫邊安裝，上述問(wèn)題就可以有效的避免，用時(shí)少、占用人員少，便于安全管理。

2工作面概況介紹

2.1地質(zhì)概況位置：該采面位于六采區(qū)負(fù)375—負(fù)420標(biāo)高上巷為負(fù)375右補(bǔ)軌巷，下巷為負(fù)420十層右機(jī)軌巷，開(kāi)采深度為470—515米。開(kāi)切眼長(zhǎng)度170米，最大傾角為18度，平均為16°45′，煤層厚度3.6米，頂板為復(fù)合性頂板，即：煤層上為1.5米厚的粉砂巖，會(huì)泥質(zhì)膠結(jié)，其上是0.9米后的十上層煤，使上層煤的頂板為1.5米后的粉砂巖，灰，含炭化植物銷(xiāo)泥質(zhì)結(jié)；底板為1.2米厚的粉砂巖。

2.2開(kāi)切眼開(kāi)邦前狀況開(kāi)切眼施工斷面及支護(hù)。斷面：寬4.2米，高為全煤厚3.6米。支護(hù)：頂板采用，錨桿、W鋼帶、錨索、金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。錨桿為螺紋鋼錨桿，直徑20mm，五排矩形布置，密度為1.0×1.0米。錨索為直徑16mm的鋼角線，錨索長(zhǎng)5米，兩排矩形布置密度為2×2.5米。金屬網(wǎng)為10＃線編制，封閉全部頂板，兩邦采用直徑為16mm，1.6長(zhǎng)的樹(shù)脂錨桿配木板帽，并掛金屬網(wǎng)維護(hù)巷邦，護(hù)邦錨桿為3排矩形布置，密度為1.5×1.0米。

2.3開(kāi)切眼頂、邦狀況開(kāi)切眼的上下兩端頂板壓力較小，完整，中部及火成巖侵入段頂板壓力大，頂板報(bào)破碎，下沉量達(dá)到0.3米左右，兩邦片邦達(dá)1.0米寬，局部地板出現(xiàn)低鼓現(xiàn)象。

2.4支架的型號(hào)及主要參數(shù)工作面開(kāi)切眼安裝的支架為ZZ6000型自重24噸，最小高度為2.6米，最大長(zhǎng)度6.7米。

2.5開(kāi)邦使用設(shè)備主要參數(shù)①掘進(jìn)機(jī)為EBZ160TY型。機(jī)身長(zhǎng)9.8米，寬度2.5米，機(jī)高1.7米，鏟板寬度3.0米，機(jī)重51.5噸，最大可掘高度4.0米，寬度5.5米，切割臥底深度250mm，適應(yīng)巷道坡度±16°。②運(yùn)輸機(jī)為SGB—620／40T了溜子。③搭接方式：SGB—40T搭在順槽皮帶上；掘進(jìn)機(jī)的膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)通過(guò)改制的輪對(duì)騎在SGB—40T溜子的中部槽上，可在中部槽的兩沿上運(yùn)行。

3開(kāi)幫實(shí)施方法：

3.1作業(yè)方式厚煤層綜采切眼支架安裝，以往一般都是先進(jìn)行全長(zhǎng)開(kāi)邦，達(dá)到安裝需要空間后，進(jìn)行切眼穩(wěn)架安裝工程。但該工作面由于切眼頂板壓力較大破碎為避免用炮掘開(kāi)邦對(duì)頂邦的破壞，這次采用掘進(jìn)機(jī)開(kāi)邦，SGB—40T運(yùn)輸。從下部往上開(kāi)邦，分段作業(yè)，每次開(kāi)邦深度1.5米開(kāi)幫規(guī)格為寬3.8米×3.6（全煤厚）。

3.2主要工序在實(shí)現(xiàn)“邊開(kāi)邊安”工藝前，由于掘進(jìn)機(jī)及SGB—40T溜子需要一定空間，所以首先在開(kāi)始安裝支架前，先進(jìn)行開(kāi)邦20米，然后將掘進(jìn)機(jī)及溜子移到切眼開(kāi)幫處，該段支架穩(wěn)定后，形成邊開(kāi)邦邊穩(wěn)架子的作業(yè)方式，即開(kāi)邦——穩(wěn)架——開(kāi)幫——穩(wěn)架。掘進(jìn)機(jī)每次開(kāi)邦為1.5米，開(kāi)邦后用最后穩(wěn)好的支架前梁挑設(shè)三塊3.0長(zhǎng)的大拌（見(jiàn)附圖），維護(hù)開(kāi)邦后新暴露的頂板，維護(hù)支護(hù)及時(shí)打設(shè)確保作業(yè)人員安全。隨著開(kāi)幫位置的不斷前移，SGB—40T溜子及時(shí)延長(zhǎng)，保證掘進(jìn)機(jī)有足夠運(yùn)行軌道。

4主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果

4.1技術(shù)效果綜掘機(jī)開(kāi)幫與爆破開(kāi)幫比較，具有以下技術(shù)效果。①使用綜掘機(jī)進(jìn)行切眼開(kāi)幫，邊開(kāi)幫邊安裝，加快了開(kāi)幫、安裝速度，使綜采工作面提前10天投產(chǎn)，多出原煤4.0萬(wàn)噸。②開(kāi)幫時(shí)，不用對(duì)支架掩護(hù)也不會(huì)造成管件及設(shè)備損壞。③對(duì)頂板硬幫圍巖破壞性減少，提高了圍巖穩(wěn)定性。④作業(yè)人員不用到開(kāi)幫區(qū)域作業(yè)，完全可以避開(kāi)冒頂區(qū)域，避免破碎頂板及片幫煤對(duì)作業(yè)人員的危害，有利于安全生產(chǎn)，取得良好的社會(huì)效益。

4.2經(jīng)濟(jì)效果掘進(jìn)機(jī)開(kāi)邦170米，有150米開(kāi)邦后頂板不打設(shè)永久支護(hù)，按照切眼支護(hù)密度計(jì)算，節(jié)余支護(hù)成本。

錨桿：150×4×46.54元/根＝27900元

W鋼帶：150×3.6米×30元/米＝16200元

金屬網(wǎng)：150／3×10×4×4.38元/KG＝8760元

中板：0.012×0.3×0.3×7.85×150×5.4元/KG＝6878.18元

錨索：150×1.2×6×6.54元/KG＝7063.2元

火藥：756×6.4＝4838.4元

雷管：1680×1.2＝2016元

釬頭：33元/個(gè)×10＝330元

合計(jì)：73974.78元

5結(jié)論

經(jīng)過(guò)上述對(duì)新安礦六采區(qū)負(fù)375～負(fù)420十層右片綜采開(kāi)切眼開(kāi)邦工藝的論證，掘進(jìn)機(jī)開(kāi)邦的效果的爆破開(kāi)邦經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比節(jié)約支護(hù)成本7.4萬(wàn)元。支架安裝工程進(jìn)度也沒(méi)有因開(kāi)幫而受到制約，因此這種“邊開(kāi)邊安”的方法是可行的，正確的。同時(shí)也為今后深部煤層大切眼開(kāi)邦以及支護(hù)安裝與開(kāi)幫協(xié)調(diào)工作，提供了豐富經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)了安全生產(chǎn)，取得很好的效果，建議具有類(lèi)似情況的綜采接續(xù)面進(jìn)行論證和使用。