順槽掘進快速施工工藝研究實踐

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摘要：針對順槽巷道頂板支護進行改革，推廣全錨索支護頂板。通過在巷道掘進施工設備配套、循環作業模式、勞動組織、市場化運作、勞動管理等方面的創新優化，促進安全高掘快掘隊的創建，順利實現了順槽巷道的快速施工，月最高進尺680m。

關鍵詞：綜掘；快速；施工；優化

1巷道概況

新汶礦業集團公司福城煤礦1302N上下巷位于福城煤礦+850m水平，斷面規格（矩形）：凈寬×中凈高=4.0m×3.5m，S凈=14.0m2，S荒=15.1m2。掘進巷道位于3層煤內，巷道設計全長4060m。巷道沿5煤底板掘進，主要位于5煤內，煤厚3.09m，上為厚度1.15m的泥巖，再上為3上煤，厚度1.80m。底板為含炭泥巖，厚度0.65m，再下為粉砂巖，厚度6.89m。

2合理便捷的支護

（1）臨時支護臨時支護的前探梁采用長不低于5.0m的三寸鋼管制作，吊環用厚7mm的鋼板制作，每根前探梁用2個吊環懸掛，上吊環的錨桿留有40~80mm絲扣，確保吊環的牢固[1]。巷道臨時支護圖如圖1、圖2所示。臨時支護便于移動，支撐有效，減少了臨時支護時間。（2）永久支護一般的巷道支護多采用錨桿、索配合支護，為了便于施工組織管理，決定采用相對單一的錨索支護，在施工組織、質量管控方面更加便捷。頂板采用錨索配“W”鋼帶+鋼筋網支護，錨索分為普通錨索及礦用注漿錨索兩種，成排成行交互布置。普通錨索采用1×7的鋼絞線制作，規格為Ф17.8mm×L4200mm；注漿錨索采用SKZ22-1/1860型錨索，規格為Ф22mm×L4200mm；錨索間排距1000mm×1000mm。兩幫采用錨桿配雙向拉伸塑料網支護，錨桿采用MSGLD-335等強螺紋鋼式樹脂錨桿（Ф20mm×L2000mm），間排距1000mm×1000mm，成排成行布置。巷道兩幫錨桿垂直打設，底角錨桿與水平呈10~30°打入[2]。巷道永久支護圖如圖3所示。

3巷道快速掘進的關鍵技術問題

3.1工序組織

巷道直接采用EBZ-260型綜掘機機掘法施工，綜掘機搭接二運搭接皮帶出矸。截割完迎頭后，聯網、上鋼帶、前移前探梁，然后退機臥底。將綜掘機停電閉鎖后，配備液壓錨桿鉆車，打設巷道頂板、側幫上的錨桿孔、錨索孔等工序[3]。

3.2液壓錨桿鉆車

采用液壓錨桿鉆車進行打設頂板及兩幫的錨桿眼，機械化作業，施工安全高效，工人勞動強度低，實現巷道掘進支護快速、高效、機械化。

3.3移動料車

1302N上下巷隨施工料場距迎頭距離的增加，運料工作量增大。為了降低職工勞動強度，提高工作效率，制作移動式物料集裝箱。采用四個承載輪掛在單軌吊梁，運用集裝箱將每班使用的支護材料裝好，利用單軌吊運至綜掘機電纜框處。通過移動料車跟迎頭，杜絕皮帶運輸物料，杜絕人工扛運物料，降低職工勞動強度，提高現場施工效率及安全系數。

3.4風水軟管自移裝置

掘進工作面距迎頭30m范圍內的風水軟管，每班支護迎頭時需人工拖拽至迎頭，迎頭完成支護后需人工拖拽并順幫吊掛整齊，拖拽費時費力，職工勞動強度大。為降低職工勞動強度，提高現場施工效率，使用60mm槽鋼及30mm角鐵焊接跑道，使用100mm槽鋼焊接三角撐，在跑道上安裝滑輪（滑輪下部焊接固定螺栓，使用時將風水軟管通過扁鐵及螺帽固定在滑輪上）。使用時將三角撐固定在下幫第一根錨桿上，將跑道使用螺栓固定在三角撐上（滑輪距巷道底板1.5m左右），使跑道距幫40cm（保證幫部支護不妨礙風水軟管前后滑動），每個滑輪之間預留風水管路約3m，最前一節跑道距迎頭始終5~10m左右。使用時直接往前拖拽風水軟管自行前移，杜絕每個支護循環人工拖拽、貼幫吊掛風水軟管，降低了職工勞動強度，提高現場施工效率[4]。

3.5快速、循環漲拉裝置

井下在電纜、風筒吊掛前須漲拉一道鋼絞線。為實現鋼絞線快速漲拉，解決采用手拉葫蘆的施工限制，研究出了快速、循環漲拉裝置。設備由兩節槽鋼、1m長錨桿及兩個錨桿帽組成，設備輕巧，操作方便。循環漲拉裝置需兩個裝置交替使用。

3.6巷道后輔助工程合理組織

成立服務小分隊，使用小型挖掘機配破碎錘施工水溝、臥底等后尾工程，優化施工人員，提高人工效率。優化后，從原來的每個班3~4人打挖水溝，每班最高18m，提高到2~3人，每班最高35m以上[5]。4結論1302N上下巷綜掘施工中，采用單一化支護設構如圖1所示。

4二次切眼支護施工方案

在進行二次切眼支護施工時，為了降低施工的難度，選擇在一次切眼的基礎上向南擴二次切眼，由西向東作業。在10206回風順槽東幫開口后由西向東沿煤頂板掘進，掘進方位角為90°。在巷道開口25m處采用爆破落煤、人工裝煤、30型刮板運輸機運煤，剩余切眼采用掘進機配合皮帶運煤（矸）。擴幫掘進時，每班需提前將掘進頭區域往東20m范圍內第一次切眼29U型鋼棚梁下架設3.6m的π梁，距梁頭900mm。π梁下支設2.5m的單體液壓柱，單體柱必須支設在實底上，保證一梁四柱[4]，單體柱支設在π梁與U型鋼梁交叉處，然后拆除原29U型鋼棚腿。單體柱用專用防倒繩與U型鋼棚連鎖，做好防倒措施，保證單體柱初撐力不小于11.4MPa，所有單體柱均穿柱鞋。由于二次切眼支護施工為在一次切眼施工方案基礎上進行，而且以錨桿、菱形護網配合鋼棚聯合支護的結構，各支撐部件均為標準支護結構，分散后的體積、重量小，便于進行組合，井下運輸方便。在10206綜采面進行支護的過程中，支護人員數量僅需10人，在兩天內即完成了全部160m的支護，效率比傳統支護方案提升了40%以上。由于采用了組合支護結構，在后期的拆卸過程中的效率也優于傳統的支護方案。通過對二次切眼支護區頂板下移量的分析，最大下移量為34mm，遠小于29U型鋼的最大變形量，極大地提升了綜采作業過程中的支護穩定性。

5結論

針對金達煤業傳統支護方式的支護工序多、效率低、經濟性差的缺陷，提出了一種新的二次切眼支護技術方案。二次切眼選擇跨長為3.3m的礦用29U型鋼，鋼棚間距0.5m，能夠滿足10206綜采面在最大來壓情況下的支護穩定性和可靠性需求。以錨桿、菱形護網配合鋼棚聯合支護的結構，靈活性高，支護效率比傳統支護方案提升了40%以上，組合式的支護結構在后期的拆卸過程中的效率也優于傳統的支護方案。二次切眼支護結構能夠將頂板的最大下移量維持在34mm以下，完全滿足井下支護穩定性的需求。

【參考文獻】

［1］張忠國.煤巷快速掘進系統的發展趨勢與關鍵技術[J].煤炭科學技術，2016，44（01）：77-80．

［2］楊濤.煤礦巷道掘進工藝及裝備的發展分析[J].機械工程與自動化，2018（05）：65-67．

［3］趙志強，賈后省，王志剛，等.大采高超大斷面切眼長錨桿錨索組合支護技術[J].中國煤炭，2013，39（11）：67-71.

［4］潘偉明.大采高綜采工作面大斷面切眼支護技術研究[J].中國煤炭，2016，42（06）：51-53+62.

作者：王新強 成琦 張秀平 單位：內蒙古福城礦業有限公司