淺談沿空掘巷快速掘進技術

萬法軍

(河南永錦能源有限公司云蓋山煤礦一礦,河南許昌 461670)

淺談沿空掘巷快速掘進技術

萬法軍

(河南永錦能源有限公司云蓋山煤礦一礦,河南許昌 461670)

隨著煤炭資源的開采,我國煤礦開采深度逐年增加,為了更好開采利用煤炭資源,減少成本,快速、安全、高效地掘進巷道已經成為煤礦生產的關鍵。如何將快速掘進技術有效的應用到沿空掘巷中,是現代化礦井采掘生產所面臨的重要問題。

沿空掘巷 支護 快速掘進 技術

1 沿空掘巷巷道特點

沿空掘巷就是沿已穩定的采空區邊緣或與采空區之間留小煤柱布置巷道,在巷道掘進時,相鄰采空區巖層活動相對已經停止,其回采期引起的應力重新分布也趨于穩定,此時,沿空掘進的巷道處于應力降低區,有利于巷道維護。

沿空掘巷的礦山壓力顯現規律與普通巷道相比有其自身的特殊性:①巷道位于支撐壓力降低區,巷道掘進過程中壓力不大;②巷道掘進后引起支撐壓力重新分布,巷道壓力顯現不強烈;③沿空掘巷破壞了原有平衡,在巷道邊緣的煤體會出現新的破裂區、塑性區,支撐壓力向煤體深部移動,移動距離近似等于煤柱寬度,應力場擾動不大,一般經過10d變形速度趨向穩定。

2 沿空掘巷支護方案設計

(1)頂板支護。采用 20mm×2200mm高強錨桿+3.6mM鋼帶+鋼筋網支護,頂錨桿的間排距設計均為800mm,與12#槽鋼加工的3m錨索梁+8m錨索聯合支護。①頂錨桿安裝技術。頂板采用錨網帶支護,錨桿選用 20mm×2200mm高強錨桿,每根高強錨桿使用MSK2335型錨固劑2個,設計錨固力80KN,間排距為800mm×800mm,錨桿托盤為150mm×100mm×12mm的M托盤,選用3.6m長的M鋼帶,鋼帶排距為800mm,網為鋼筋網(1000mm×2000mm),鋼筋網搭接長度不小于100mm,用雙股12#鐵絲綁扎,綁扎間距不大于300mm,平焊網兩端必須鋪設到巷道兩邊且豎直向下露頭不小于100mm,與兩幫部雙抗網、鋼板網連接好,不得露頂。②錨索安裝技術。頂板采用錨索梁加強支護,分別在距兩端頭200mm及中點處鉆 20mm孔(地面加工后入井使用),錨索梁沿巷道中心線平行布置2排(中心線偏左1000mm一排,中心線偏右1200mm一排),間距為2400mm。錨索孔深度7500mm(錨索規格 15.24mm、長度為8000mm),每根錨索用MSK2335型錨固劑5個,預緊力100KN(使用MS15-230/55型手動錨索張拉機具張拉至預緊力,壓力表指示數據達到23MPa時為合格),錨索專用截具,保證外露長度為50～100mm。在打注錨索時槽鋼錨索梁內必須采用專門加工的鐵墊片(100mm×200mm×10mm)。錨索梁滯后工作面的最大距離不超過40m。掘進施工中根據頂板情況及時縮短錨索梁滯后掘進面的距離。

(2)幫部支護。采用 18mm×2200mm高強錨桿+2.5m橫向鋼筋梯+鋼筋網+雙抗網支護,幫錨桿的間排距設計為750mm×800mm。幫錨桿安裝技術:幫部采用錨網梯支護,錨桿選用 18mm×2200mm高強錨桿,錨桿間排距為750mm×800mm,矩形布置,從頂板向下300mm開始起錨,每根錨桿使用MSK2335型錨固劑2個,設計錨固力為80KN。從煤幫向外依次采用4.0m×1.4m的雙抗網、1m×2m的鋼板網、2.5m長的豎向鋼筋梯及150mm×150mm×8mm的鐵托盤支護。雙抗網與雙抗網之間、雙抗網與頂板平焊網之間用尼龍繩均勻纏繞連接好,雙抗網連網孔間距不得大于150mm,尼龍繩與尼龍繩接頭處不允許連接,尼龍繩兩邊繩頭必須打死結,且不得漏連。幫部鋼板網與鋼板網、幫部鋼板網與頂板鋼板網搭接長度不小于100mm,用雙股12#鐵絲綁扎,綁扎間距不大于300mm。水溝側幫部最下方的錨桿至底板的高度不超過400mm,非水溝側不超過700mm,當超過規定時可滯后工作面不超過30m補打錨桿,配合橫向鋼筋梯、鋼筋網支護。

3 快速掘進技術的實施

為了使工序銜接合理,各工種之間采用平行與順序作業相結合的勞動形式,盡可能減少相互影響時間。各工種各負其責,互相配合,共同完成各道工序,為快速掘進提供保障。

3.1 掘進方式

開口小斷面采用人工掘進,25m范圍采用人工鏈板機出貨,其余采用綜掘機掘進,經橋式皮帶運至SDJ-800/40T型膠帶輸送機出貨。綜掘機切割方法:采用綜掘機迂回割煤,一次成巷施工法,循環進尺為0.9m,最大控頂距為1.8m,最大空幫距為3.6m。割煤順序:當煤質較硬不片幫時,應先割底部,再割中部和上部煤,最后刷齊兩幫;當煤質較軟且片幫時,應先割上部煤,并立即架好前探梁打點護好頂,再割中部和下部,最后刷齊兩幫。

3.2 作業方式

(1)提高開機率。①要配備合格、先進的設備,尤其是綜掘的主要設備。②盡可能的減少檢修所占用的時間,可以在掘進主要工序的空當進行檢修,檢修人員要有較高的技術操作水平和管理水平,在設備運轉時要密切關注設備的運轉情況,發現問題必要時立即處理,保證設備的維修度。這樣既保證了檢修時間,又可以在動態中檢修,提高了設備的開機率。③交接班期間,交班班組必須給接班班組留夠2排機尾的跑道,尤其是夜班必須給早班留出2排機尾跑道,早班接班后先施工1個循環并多出煤,在早班膠帶機檢修停運期間進行永久支護,再次開機前,保證永久支護完畢,以便進入下一個循環保證再次開機率。

(2)多工序平行作業。在掘進的每個循環中,切割和支護2個工序不能完全平行外,其他工序只要安排合理,基本上能做到平行作業。超前的準備工作也可以實施平行作業,早班由于檢修人員較多,中班專門安排2人進行后巷錨索的平行施工,加強巷道支護;夜班專門安排2人進行支護材料的準備工作,在夜班每個循環進行完后,使用膠帶機將備用材料運至掘進面,備足一個圓班的供應,縮減各班組的備料工作。

(3)各工序間相互配合作業。在平行作業的基礎上,要強調各工序間的相互配合,做到上道工序為下道工序做準備,這樣多工序作業才能忙而不亂。每小班的交叉作業時間,上班做收尾工作時,下班做準備工作,完成備料、處理安全隱患、清理施工現場等工作,不需要專門的雜活班來處理;運料人員將每個圓班所需的料及時運送到掘進工作面,避免了人工長距離長時間備料;交班人員預留機尾跑道以便接班人員可以順利開機等。工序間相互配合作業,提高了工作效率,減少了不必要的重復工作。

4 結語

總的來說,快速掘進技術在沿空掘巷中的應用,能夠有效提高沿空綜掘巷道掘進水平,加大巷道安全掘進速度,經濟效益顯著,可以作為今后類似條件下沿空掘巷的重要參考。

[1]魏敬喜.大斷面復合頂板煤巷快速掘進技術研究[D].安徽理工大學,2011.

[2]呂兆恒.半煤巖巷快速掘進參數優化及施工組織技術研究[D].河南理工大學,2012.

[3]張衛斌.煤巷快速掘進技術初探[J].采礦技術,2003,04:87-88.