川南礦區突出煤層復雜地質條件下快速綜掘技術

王才文 劉洋 王克雄 銀正川

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098x.2104-5640-1102

摘? 要：在極復雜地質條件下半煤巷的綜掘過程中，巷道布置、支護設計時必須以礦區地層、地質構造、煤層及煤層頂底板性質等地質資料為基礎，綜合考慮巷道構造情況、掘進方法、回采工藝、現場生產的需要、生產系統的便利與可靠性和施工因素等內容，合理選擇巷道位置、支護方式，這對指導礦井的安全高效掘進生產具有重要意義。能適應全礦“一礦一面”總體目標，確保采掘接替正常，從而實現建成安全、高效礦井的要求，實現減員增效的目標，滿足巷道治災需求，提高巷道成形，為沿空護巷創造條件。

關鍵詞：煤礦? 突出煤層? 快速綜掘技術? 連續運輸系統? 循環進度

中圖分類號：TD12? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2021）05（a）-0008-03

Rapid Comprehensive Excavation Technology of Outburst Coal Seam under Complex Geological Conditions in South Sichuan Mining Area

WANG Caiwen? LIU Yang? WANG Kexiong? YIN Zhengchuan

（Xinwei Coal Mine of Sichuan Coal Group Furong Company， Junlian， Sichuan Province， 645250? China）

Abstract： In the process of fully mechanized excavation of semi coal roadway under extremely complex geological conditions， the roadway layout and support design must be based on the geological data of mining area stratum， geological structure， coal seam and roof and floor properties， and comprehensively consider the roadway structure， excavation method， mining technology， on-site production needs， convenient and reliable production system and construction factors， Reasonable selection of roadway location and support mode is of great significance to guide the safe and efficient excavation production of the mine. It can adapt to the overall goal of "one mine， one side" of the whole mine， ensure the normal replacement of mining， so as to achieve the requirements of safe and efficient mine， achieve the goal of reducing staff and increasing efficiency， meet the needs of roadway disaster control， improve roadway formation， and create conditions for gob side entry protection.

Key Words： Coal mine; Outburst coal seam; Rapid comprehensive excavation technology; Continuous transportation system; Cycle schedule

新維煤業一盤區單翼走向長度一般在500～800m，斷面約在11m，采用傳統的炮掘工藝平均月推進度可以達到120～150m，1條順槽掘進周期在4～6個月，受到瓦斯超限、過斷層影響時周期會增長，嚴重影響掘進效率。

1? 快速綜掘時期施工工藝

新維煤業通過不斷實踐，結合新維煤業現狀，通過研究快速綜掘技術，建設實現綜掘及連續運輸系統，月推進度基本能達到200m以上，大大縮短了掘進周期[1-2]。

1.1 生產施工工藝

生產班作業流程：交接班→準備、檢查、處理安全→第一次截割工作面煤（巖）體（截割長度≤0.6m）和出煤矸→第二至十次截割工作面煤（巖）體（每次截割長度≤0.6m）和出煤矸→退綜掘機→臨時支護→頂部永久支護（文明生產）→下一循環。

檢修班作業流程：交接班→檢查、處理安全→綜掘機等機電設備檢修（同時延接風水管和幫部永久支護）→延伸皮帶→清收浮煤矸→文明生產→第一次截割工作面煤（巖）體（截割長度≤0.6m）和出煤矸→第二至十次截割工作面煤（巖）體（每次截割長度≤0.6m）和出煤矸→退綜掘機→臨時支護→頂部永久支護（文明生產）。

進刀方式：截割時，先從磧頭煤層頂部進刀，然后按從左到右、由下往上的順序截割磧頭上部煤體，最后，按上述切割線路由下往上截割磧頭下部煤體;若底部有矸石，則最后截割矸石，在截割巖石時，采用從左至右、先下后上的截割路線逐層進行截割[3]。

循環進度：半煤巷為6.0m，最大不超過6.5m。

1.2 支護工藝

臨時支護采用采用的輕型單體液壓支柱為DWB28型。DWB28型規格：最大支護高度為2800mm，工作行程為570mm，初撐力為30kN，液壓缸直徑為10mm，重量為22.5kg。

綜掘機掘進6.0m后停機進行臨時支護，輕型單體液壓支柱施工于永久支護與磧頭中間位置配套使用的規格為200mm×100mm×20mm的木楔對巷道頂板進行支護，臨時支護施工間排距為1000mm×1000mm，臨時支護距離磧頭≯500mm，所施工輕型單體液壓支柱垂直于巷道頂板進行支護，并保證支護牢固可靠[4]。錨索滯后磧頭距離不超過50m。開工前準備DWB28型輕型單體液壓支柱≮20根，堆放于磧頭后≯60m位置，并掛牌管理，如圖1所示[5-6]。

1.3 探鉆工藝

順槽掘進期間每隔40m設計并施工 一個躲身硐室，每隔80m設計并施工 一個材料硐室（兼做施鉆硐室），實現正常掘進期間進行超前探放水施鉆工作，最大限度減少對生產的影響[7-8]。

1.4 瓦斯治理

改變中班進刀方式，采用先截割巷道上部煤炭，防止截割期間磧頭煤壁片幫導致瞬間瓦斯超限;半煤巷采取噴漿工藝將巷道暴露煤體封閉，減少掘進期間巷道瓦斯涌出量，保證綜掘實現瓦斯零超限。

通過不斷實踐，將掘進循環進度由原2.4m增加至6.0m，大大縮減頻繁支護磧頭所占用時間，提高綜掘效率，月單進水平不斷得到突破[9]。

2? 主要技術創新

改變臨時、永久支護體系，利用輕型單體液壓支柱作為臨時支護、巷道頂板錨網支護、巷幫滯后素噴封閉;輕型單體液壓支柱使用輕便，能快速完成磧頭臨時支護，臨時支護時將頂網同時施工，永久支護僅需施工錨桿即可，大大縮減支護時間。

根據頂板離層監測，確定以最大截割長度作為循環進度，最大限度減少支護次數。通過實踐確定2號煤層掘進期間循環進度6.0m，通過增加循環進度減少支護次數、縮減轉運材料時間，增加掘進時間，提高綜掘掘進工效。

綜掘期間滯后施工沿空切頂護巷支護錨索，為無煤柱自成巷110工法的應用提供保障。

掘進進刀方式改為頂部進刀，由左往右，先截割煤體，避免掘進期間煤層片幫，避免瓦斯一次性大量涌出造成瓦斯超限的問題[10]。

掘進期間利用綜掘施工探放水硐室（后期兼做材料、躲身硐室），解決磧頭停頭施鉆影響掘進的問題。

斷層地質構造帶采用“松動預裂爆破+綜掘”的模式，解決了連續掘進、利用綜掘系統連續運輸等問題。

3? 結語

通過川南礦區突出煤層復雜地質條件下快速綜掘技術項目，在新維煤業公司2112、2116磧頭成功應用。從原綜掘進尺月度單進水平150～180m提高到250～280m，每條巷道長度1000m計算，掘進工期縮短2～3個月，直接經濟效益人工費約60萬元，節約2～3個月該隊員工能新掘約500m的巷道，創造效益100萬元，且每月多掘進巷道約100m，年度經濟效益約240萬元，一個綜掘頭面年度經濟效益約400萬元。

通過快速綜掘的研究與應用，解決高瓦斯礦井半煤巷炮掘瓦斯治理的痛點和難點，突破單頭面月進度不到200m的瓶頸，解決斷層地質構造帶進度緩慢的問題，為川南片區高瓦斯突出復雜地質條件下綜掘技術提供技術保障，為下一步綜掘智能化礦井的建設打下基礎，有力地推動了行業技術進步，在川南片區的綜掘具有很好的推廣、應用前景。

參考文獻

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