摘要：大倾角工作面，煤层倾角大，爆破成型差，自身稳定性和强度较弱。要想提高单进水平，就要针对大倾角煤层自身的赋存条件，从工作面设计、断面选择、支护设计、施工工艺和掘进机械上做到科学合理，遵循客观规律，有的放矢，才能真正达到快速掘进的目标。
关键词：大倾角回采巷道快速掘进
随着矿井开采的不断延深，矿山压力不断增大，地质情况复杂（如断层、破碎带、走向坡度大、倾角大、节理发育等），给采、掘工作带来了很多困难。巷道变形、底鼓，锚杆崩断、锚索拉断现象时常出现，甚至有的地段由于应力过于集中，出现前面走巷道，后面巷道变形的特别快，得停下来维修。深部巷道的支护管理、维修等工作日趋困难，给矿井的高产、稳产带来很大挑战。为了保证矿井的高产、稳产，必须有可靠的、可供衔接的回采工作面，目前最大的制约因素就是煤巷掘进支护，如何控制深部煤层大倾角回采巷道变形，减少支护密度，降低支护成本，降低工人劳动强度。合理的支护对巷道变形，具有良好的效果，减少扩修次数，巷道利用率高。如何合理选择支护体系，成为目前煤巷掘进支护技术研究的重点。
1概况
云驾岭煤矿12808工作面位于井田八采区，埋深在560～770m，12808工作面回采巷道沿2#煤层顶板掘进，巷道服务年限为2年，工作面两巷工程量约3000m，煤岩层倾角19～45°，一般倾角30°。工作面煤层厚度在1.0～4.53m之间，平均3.6m。
随着矿井掘进机械化程度的不断提高，传统的施工工艺已不能满足新的需要。施工设计和劳动组织同机械化水平不相适应的矛盾日渐突出，尤其是大倾角工作面的准备。大倾角工作面，煤层倾角大，爆破成型差，自身稳定性和强度较弱。要想提高单进水平，就要针对大倾角煤层自身的赋存条件，从工作面设计、断面选择、支护设计、施工工艺和掘进机械上做到科学合理，遵循客观规律，有的放矢，才能真正达到快速掘进的目标。
2巷道支护方案设计
2.1巷道施工断面选择
根据相邻工作面巷道使用情况，采用工程类比法，确定巷道支护形式为锚网、锚杆、钢带、锚索联合支护。12808工作面回采巷道断面采用圆弧拱形。掘进断面规格为：宽×中高=4800mm×3500mm。
2.2巷道掘进支护方式
巷道施工断面净规格为：宽×中高=4200mm×2600mm。掘进采用“锚网+小孔径预应力锚索”补强的支护方式，锚杆间排距为800×1200mm，锚索间排距为800×1200mm具体布置如下：
2.2.1顶板支护
⑴顶锚杆采用Φ20×3000mm的Q500高强耦合让均压锚杆，锚杆托盘采用150×150×10mm高强球型托盘配以W钢带。顶锚杆采用加厚W钢带。为便于施工，应用分段钢带。四孔一段：3.75×275×2600mm，中心孔叠加，孔间距为800mm，两条钢带进行中间搭接，锚杆间排距为800×1200mm，要求钢带梁分别正好顶到巷道两帮的顶角处。顶锚杆安装附件必须齐全，配套附件有：W钢带托盘、高强球型托盘、球型垫、15-17T单泡让压管、三明治垫圈、尼龙垫圈、阻尼螺母。顶锚杆采用2根K2360树脂药卷锚固，其预紧力矩不小于300N.m。
⑵顶网为Φ6.5mm盘条焊制的规格：长×宽＝1400×900mm，网格为100×100mm的金属锁边网，网片间相互搭接100mm采用14#铁丝间隔200mm双股双连，两顶角网片向下弯不小于100mm，要求与帮网连接牢固。
⑶顶锚索采用Φ22×L=7300mm的耦合让均压锚索，300×300×14mm的高强球型托盘配以W钢带。3根锚索共用一条3.75×275×1900mm的三孔W钢带。配套附件有：球形垫圈、26-30T单泡让压管、锁具。顶锚索采用3根Z2360树脂药卷锚固，其涨拉力不小于40兆帕。顶锚索采用每架六根布置方式，锚索间排距为800×1200mm，两端顶锚索布置在距两端W钢带梁外边缘400mm的位置。
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2.2.2两帮支护
⑴帮锚杆采用Φ20×3000mm的Q500高强耦合让均压锚杆，锚杆采用加厚W钢带，两帮各采用一条3.75×275×1900mm和一条3.75×275×1200mm的W钢带，中间进行搭接。W钢带为三孔和两孔，孔间距为800mm。帮锚杆安装附件必须齐全。配套附件有：W钢带托盘、高强球型托盘、球型垫、15-17T单泡让压管、三明治垫圈、尼龙垫圈、阻尼螺母。帮锚杆锚固采用2根Z2360树脂药卷，预紧力矩不小于250N•m。
⑵帮网为Φ4.0mm冷拔丝制作的规格为：长×宽＝1400×900mm，网格为100×50mm的冷拔焊接网，网片间相互搭接100mm采用14#铁丝间隔200mm双股双连。
⑶帮锚索采用Φ17.8×L=6300mm耦合让均压锚索，两帮锚索各布置三排，托盘采用300×300×12mm的高强球型托盘，配用3.75×275×1900mm的W钢带。配套附件有：球形垫圈、21-25T单泡让压管、锁具。采用3根Z2360树脂药卷锚固，其涨拉力不小于30兆帕。两帮第一排帮锚索布置在距顶不超过400mm，向下平行排距为800mm，距底跟平行排距为不大于800mm，间排距为800×1200mm。
3施工工艺
⑴巷道开口为炮掘施工，炮掘工艺流程：交接班→准备工作→落煤（钻眼、装药、连线、爆破）→通风排烟→敲帮问顶→铺网、上梁、临时支护→出货→永久支护（同时延长溜子）→螺母预紧→下一循环或交接班。
⑵正常掘进后为机掘施工（综掘机型号为EBZ200）。机掘工艺流程：交接班→准备工作→掘进机落煤、出货→敲帮问顶→铺网、上梁临时支护→永久支护→延续皮带→螺母预紧→下一循环或交接班。
⑶综掘机割煤（岩）
巷道正常掘进使用综机掘割煤（岩）时，采用综掘机迂回割煤（岩），一次成巷施工法，循环进尺为1.2m，在顶板好的情况下，可以一次割出两架棚梁2.4米。在顶板较破碎时，必须按正常掘进循环进尺进行割煤（岩）。掘进时采用激光定向。
割煤顺序：当煤质较硬不片帮时，应先割底部煤，再割中部煤和上部煤，最后刷齐两帮；当煤质较软且片帮时，应先割上部煤，再割中部煤和下部煤，最后刷齐两帮。
掘进工作面迎头采用一台EBZ200综掘机割煤（岩）并装煤（岩），经桥式皮带运至一部SPT-800/40皮带机至二部SPT-800/40皮带机运至采区煤仓。
⑷巷道注浆加固
为进一步改善巷道支护状态，控制巷道围岩变形，保证巷道具有较好的稳定性，需要对巷道进行水泥注浆加固，加强巷道支护强度，减少巷道维修量。采用在锚杆、锚索孔内直接将注浆管下入孔中进行水泥注浆的方法。要求两帮各布置4根锚杆，并在每根锚杆孔中下入1米深导浆管，进行水泥注浆；两帮各布置3根锚索，并在每根锚索孔中下入3米深导浆管，进行水泥注浆。同时进一步优化了锚杆、锚索布置方式，最终形成了锚注一体化，确保安全可靠。
4劳动组织保障
4.1循环作业
实现快速掘进首先必须坚持正规循环作业。12808运巷掘进过程中采用“三八”作业制，循环进尺1.2m，每班两个循环，日进尺为4.8米，正规循环率在90℅以上。
机掘每班自交接班后的作业工序为：安全质量检查→割煤出货→敲帮问顶→锚网、上前探梁进行临时支护→出货→延续皮带→螺母预紧→进入下一作业循环。
4.2劳动组织
实现快速掘进必须加强劳动组织管理。在劳动组织管理当中，有的工序只能是顺序作业，而有的工序则可以平行作业。为缩短循环作业时间，能平行作业的工序一定要平行作业。
5结语
通过合理设计，科学的劳动组织，为矿井深部大倾角、高应力回采巷道快速掘进技术提供了技术保障。提高了巷道掘进率，月进尺明显提高。高强耦合让均压锚杆、金属网、W型钢带+锚索联合支护可以有效控制围岩变形，支护效果明显，提高了掘进速度，保证了生产安全。为相同条件下巷道快递掘进提供了实践经验。
论文作者:王永强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期
论文发表时间:2019/12/18
标签：巷道论文; 倾角论文; 工作面论文; 锚杆论文; 钢带论文; 煤层论文; 托盘论文; 《基层建设》2019年第26期论文;