復雜條件煤巷掘進及工藝優化研究

武匯集

（汾西礦業集團高陽煤礦，山西 孝義 032300）

隨著礦井深度增加，煤炭賦存條件更趨復雜，給巷道快速掘進帶來一定制約[1-2]。采用綜掘機、錨掘一體機等先進的機械設備雖然可在一定程度上提升巷道掘進效率，但是當巷道掘進區域地質條件、煤層性質等復雜時，上述機械設備技術優勢往往難以有效發揮[3-5]。通過分析制約巷道快速掘進的因素并針對性進行優化可提高巷道掘進效率[6-7]。為此，本文以山西某礦20803 運輸巷掘進為工程背景，針對性地對巷道支護以及掘進工藝等進行優化，在確保掘進質量的前提下實現了巷道快速掘進。

1 工程概況

20803 工作面開采8#煤層，煤層厚度3.2 m，煤層均在一定程度出現分叉情況，中間夾雜有厚度介于0 m～1.5 m 矸石。8#煤層下覆為9#煤層，層間距平均6.3 m。20803 運輸巷沿著8#煤層頂板掘進，采用綜掘方式，巷道頂底板泥巖、石灰巖以及砂巖等為主，具體頂底板巖性見圖1 所示。8#煤層頂板為典型的復合結構，頂板穩定性相對較差，同時根據已有地質資料可知，20803 運輸巷掘進期間會揭露斷層、褶曲等地質構造，受地質構造影響煤巖層裂隙發育、穩定性變差。20803 運輸巷掘進期間受到地質條件、煤層結構復雜等因素影響，巷道掘進期間面臨支護難度高、后續維護難度大以及掘進效率不高等問題。

圖1 8#煤層頂底板巖性

2 巷道圍巖支護優化以及掘進工藝優化

2.1 支護優化

2.1.1 支護設計

巷道支護參數設計時應綜合考慮煤層賦存條件、地應力、斷層等影響因素。20803 運輸巷設計斷面為矩形，沿著8#煤層頂板掘進，巷道斷面達到22 m2（巷高4.0 m、巷寬5.5 m）。……