機掘錨網支護新工藝在長走向掘進工作面的應用探討

李昆鵬

開灤集團東歡坨礦業分公司

機掘錨網支護新工藝在長走向掘進工作面的應用探討

李昆鵬

開灤集團東歡坨礦業分公司

錨網支護技術在大規模施工中存在的一些問題，本文的研究就是綜合分析問題的根本解決措施，采用新設備及科學優化選取支護材料及設計參數，進而從根本上解決長走向工作面錨網支護快速掘進難題，為實現工作面乃至礦井高產高效建設打好基礎。

機掘錨網支護；新工藝；應用

目前錨網支護技術正在我公司逐步得到推廣應用，但由于頂板條件限制及支護技術落后，目前導致該種支護方式不能大規模施工采用的主要有兩方面問題：一是錨網支護施工中在進行永久支護前臨時支護技術不完善，造成現場時常進行空頂作業，影響安全生產；二是目前現有的錨網支護材料個別停留在初期階段，不能滿足高地應力下支護強度，另外長期以來錨網支護設計及參數比較保守，導致支護密度過大，嚴重影響掘進工作面單進效率，進而不能保證正常的采掘銜接。

一、項目的立項背景和意義

我公司現有12-1、12-2煤層頂板較堅硬完整，目前受采掘銜接緊張影響仍大多采用金屬架棚支護，雖然掘進效率較高，但將來回采時受上下兩個出口繁重的工作量影響，回采時不但不能達到高產高效，而且效率較低，并且兩條順槽日常維修量較大，發生了大量的外圍修理用工。提高了生產成本，且一度導致生產單位用工緊張。本課題主要是解決以上問題，通過錨網支護新工藝的使用，達到快速掘進，保證正常采掘銜接，使回采工作面達到高產高效要求，降低綜合成本，提高生產效率，保證安全生產。

二、項目主要研究和實施內容

錨網支護是以錨桿為主要構件并輔以其他支護構件而組成的錨桿支護系統，是近幾年發展起來并得到廣泛應用的新型錨桿支護形式，主要用于煤巷支護，其類型主要有錨網支護、錨梁(帶)網支護等。錨網支護是將鐵絲網、鋼筋網或塑料網等用托盤固定在錨桿上所組成的復合支護形式。各種網主要用來維護錨桿間的圍巖，防止小塊松散巖石掉落，也可用作噴射混凝土的配筋；同時，被錨桿拉緊的網還能起到聯系各錨桿組成支護整體的作用。各種網負擔的松散巖石的荷載主要取決于錨桿間距大小。①鐵絲網一般采用Φ3～4mm的鍍鋅鐵絲編織而成。根據網格特征不同，可將鐵絲網分為經緯網和菱形網。由于菱形網具有強度高、連接方便等優點，正逐步取代經緯網。②鋼筋網是由鋼筋焊接而成的大網格金屬網，網格約150mm×150mm。這種網強度和剛度都比較大，不僅能阻止松動巖塊掉落，而且能夠有效地增加錨桿支護的整體效果，適用于大變形、高應力巷道支護。③塑料網具有成本低、輕便、抗腐蝕等特點，但是強度和剛度較低。

本研究項目主要內容包括：機載臨時支護裝置的選型、購置及使用；在適合地質條件下進行錨網支護設計、參數優化，最終進行該工作面全程錨網支護。

選用一種適合井下錨網支護機掘掘進工作面的臨時護頂及護幫的前探支護設備或裝置來從根本上解決臨時支護問題。該裝置需滿足可以并入掘進機液壓系統的結構，可以實現利用掘進機液壓系統改造進行操作，同時該裝置需滿足巷道斷面空間要求，可折疊。

關于支護參數及設計，進行徹底優化，利用懸吊理論進行參數設計，確保公式可靠，同時依據已有工程類比及現有錨網巷道頂板監測記錄，總結礦壓對支護的作用規律，最后提出最總的優化設計方案并付諸實施。

三、效益分析及工程預算

（以20222回采期6個月，掘進工期4.5個月，掘進單班定員25工，回采單班定員33工，掘進錨網支護延米材料費按1800元/米，掘進工程量2000米為基礎測算效益。）

1、掘進錨網巷道月進度提高25%以上，折算成節省工力6.25工/班，18.75工/天，該工程節省用工為18.75×30×4.5=2531工，節省人工成本2531工×110元/工=27.84萬元；

2、掘進錨網巷道支護材料每百米節省20%以上，即延米降低材料費1800×20%=360元，該工程可節省材料費360×2000=72萬元；

3、回采上下兩出口節省工力8工/天，回采工期內節省用工8× 30×6=1440工，節省人工成本1440×110=15.84萬元；

4、工作面推采月進度提高20%以上，即工期提前1.2個月，節省用工99×30×1.2=3564工，節省人工成本3564×110=39.2萬元。

合計該工程可創效：27.84+72+15.84+39.2=154.44萬元。

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