連續采煤機大斷面開切眼快速掘進技術

任崇鵬 冉星仕

摘 要：使用12CM15型連續采煤機配合10SC32-48B-5型梭車及CMM4-20型錨桿機，采用錨桿+鋼筋網片+錨索+單體液壓支柱方式聯合支護及先切槽、采垛、后刷幫，掘支平行作業，一次成巷的施工工藝，解決了寬度8.3-9.8m大斷面開切眼掘進效率低的問題，實現了大斷面開切眼安全快速掘進的目的。

關鍵詞：大斷面開切眼；連續采煤機；掘支平行作業；快速掘進

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.061

1 概況

隆德煤礦201工作面開切眼布置在2-2煤層中，巷道位于2-2煤北翼輔運大巷西側，南部為203綜采工作面，正在開采，北部為實體煤，未采動，西部為隆德煤礦井田邊界。切眼掘進范圍內煤層底板起伏較小，傾角小于1°，煤層厚度為3.10-3.30m，平均3.20m，煤層普氏系數為2.3-3.0，平均2.7；煤層在靠近開口處相對較厚，自北向南變薄，屬于穩定煤層。切眼掘進區域上覆松散層厚度為21.1-38.1m，地勢整體相對較平緩，松散層底部為新近系保德組紅土，局部粉土，以粘土為主，亞粘土次之，致密，遇水手搓成條，光滑，具可塑性，含鈣質結核，厚度為3.5-15.0m，為相對隔水；正常基巖厚度為143.3-145.1m；風化基巖厚度為28.1-30.0m。

1.1 切眼煤層頂底板情況

201工作面開切眼煤層頂底板情況見附表1。

1.2 切眼設備配備情況

201工作面切眼設備配備詳見附表2。

2 切眼支護方式

201工作面切眼巷道斷面為矩形，巷道全長300.54m，為滿足支架車調車需要，設計施工5個11m的調車硐室，共計55m；巷道掘進高度為3.7m，掘進寬度為8.3m，端頭支架硐室和煤機安裝硐室掘進寬度為9.8m，掘進高度均為3.7m（附圖1開切眼平面圖）。

根據巷道圍巖性質、以往巷道支護參數及相鄰巷道的礦壓觀測資料，采用工程類比法確定201工作面切眼采用錨桿+鋼筋網片+錨索+單體液壓支柱方式聯合支護，幫部不支護，其中頂部錨桿采用Φ18×2100mm左旋螺紋鋼等強錨桿，間排距為1000×1000mm，每排8根，端頭支架硐室和煤機安裝硐室每排10根，鐵托盤規格為150×150×10mm碟形托盤，每根錨桿采用一支CK2360型樹脂藥卷錨固，錨桿扭矩不小于120N·m，抗拔力不小于60kN；鋼筋網片規格為Φ6.5×4900×1060mm和Φ6.5×3400×1060mm，網孔規格為130×130mm；錨索采用Φ17.8×6500mm預應力鋼絞線錨索，間排距為2000×2000mm，每排4根，錨索托盤為240×240×14mm的鋼板加工而成，每根錨索采用1支CK2360、2支K2360型樹脂藥卷錨固，錨索設計錨固力不小于240kN，預緊力為120-140kN。

由于切眼斷面較大，為確保施工安全，設計在切眼中和煤機安裝硐室、端頭支架硐室口各打一排單體液壓支柱加強支護，考慮后期工作面安裝需要，切眼中單體液壓支柱距正幫距離為3.3m，排距為1.0m；每根單體液壓支柱必須穿靴戴帽并掛防倒繩，以防單體液壓支柱傾倒傷人；單體支柱初撐力不得小于90kN。

3 施工方案及掘進工藝

（1）施工方案。由于201工作面切眼巷道斷面較大，12CM15型連續采煤機截割頭寬度為3.3m，無法一次截割至設計斷面，為實現安全、快速掘進的目的，根據巷道的煤巖特性、地質及施工條件，考慮到201工作面開切眼的施工工期要求，決定采用交替掘進、掘支平行作業、一次成巷的施工工藝，掘進時先使用連采機進行切槽3.3m，然后采垛1.7m，先掘進5.0m寬斷面7m后，進行永久支護，當5.0m寬斷面掘進超過20m后，開始刷幫，刷幫寬度為3.3m，然后交替進行作業，刷幫完畢后單體液壓支柱及時跟進工作面，錨桿機進行刷幫側永久支護，同時連采機移到5.0m寬斷面繼續向前掘進，實現巷道掘進與支護平行作業，降低支護作業影響時間，達到快速掘進的目的。

（2）掘進工藝。采用連續采煤機進行截割，使用梭車、給料破碎機和順槽膠帶機共同完成煤炭運輸。

（3） 掘進循環進尺。巷道正常掘進時，若頂板完好無裂隙，循環進尺為5m，最大空頂距為7m；若頂板有裂隙但不破碎時，循環進尺為3m，最大空頂距為5m；當掘進遇地質構造或頂板破碎，極易冒落時，短掘短支，掘進1m支護1m。

4 結論

（1）掘進循環進尺為5m，采用“三八”制作業，兩班生產，一班檢修的勞動組織形式，正常情況下每個小班完成2個循環、每天完成4個循環，循環率按90%考慮。月進尺：S=5×4×30×90%=540m，則大斷面切眼正常情況下只需要20天就可以實現貫通。

（2）從工時利用方面，一次成巷的施工工藝與兩次成巷工藝相比，節約了大約1/3的時間，提高了效率，連采機在5.0m斷面巷道正常掘進時，刷幫側進行支護作業，同時盡可能在連采機掘進完畢一個循環時，錨桿機將上一循環支護完畢，降低了支護作業影響的時間。

（3）使用12CM15型連續采煤機配合10SC32-48B-5型梭車及CMM4-20型錨桿機，采用錨網索+單體液壓支柱支護及先切槽、采垛、后刷幫，掘支平行作業，一次成巷的施工工藝，解決了寬度8.3-9.8m大斷面開切眼掘進效率低的問題，實現了大斷面開切眼安全快速掘進的目的，節約了成本，提高了生產效率。

作者簡介：任崇鵬（1983-），男，山東臨沂人，本科，工程師，生產技術部副主任，主要從事技術管理工作。