摘要：从掘进支护方式的选择、大倾角巷道上山掘进支护的设计、施工技术工艺和要求、施工劳动组织和动态实施巷道监测等方面，浅析大倾角上山煤层回采巷道的快速掘进技术。
关键词：煤巷；大倾角；上山；快速掘进技术
引言：
煤矿在大倾角区域进行上山掘进时，必须切实改进支护设计，优化施工技术工艺，并采取针对性的措施，以有效地控制顶板和防止片帮现象的发生。这样才能提高巷道的掘进速度，从而达到巷道支护的预期效果。
1 掘进支护方式的选择
掘进巷道的主要支护方式一般为锚网支护和拱形支护。当掘进工作面的回风巷倾角较大时，在大倾角巷道上山进行掘进施工，若采用传统的锚网支护方法，则不能有效地抑制顶板和片帮现象的发生；假如采用金属拱形支架支护，但该支护方式掘进施工速度较慢，材料的消耗也大，所配置的人员也多，劳动强度明显加大。架设金属拱形支架的笨重作业和上山倾角大的原因影响，从而会导致作业时具有一定危险性。因此，在大倾角上山施工的过程中，其支护方法要妥善的设计。
2 大倾角巷道上山掘进支护的设计
针对一些工作面地质条件具有复杂性和多样性的特点，可根据现场勘察和日常的顶板监测，以便采用顶、底板围岩参数较为合理的大倾角上山掘进支护设计，对其大倾角上山巷道顶板的下沉量、巷道变形量等参数，要进行日常的动态监测，可保证所选巷道支护设计能确保巷道的安全。
1）临时支护。巷道上山施工中，每次掘出的断面后，及时挂顶网，并采用带帽点柱托钢带+金属网超前支护好空顶区，以作为临时性支护。
2）永久性支护。在临时支护下可及时进行锚网支护，以达到巷道的永久支护。①顶板支护的形式：锚杆+锚网+钢带+锚索。②巷帮支护的形式：锚杆+锚网。
3）大倾角上山巷道顶锚杆的支护设计。支护过程中，可根据公司的煤巷锚杆支护质量标准，锚杆安装的方向与岩面法线间的夹角α不得大于15°。一般在近水平煤层巷道掘进时，中间的顶锚杆要求垂直于顶板。其轴向偏差≤5°，锚杆的角度容易保证。而在大倾角上山巷道掘进，锚杆就很容易出现“穿皮”，锚杆的支护效果降低，容易导致巷道顶板离层或巷道容易发生冒顶事故现象。
3 施工技术工艺和要求
对煤巷炮掘施工，其工艺技术应为：交接班安全检查与准备→布、打炮眼→装药、联线、放炮→通风→临时支护→装运煤矸→锚、网支护→清理现场。
1）钻眼与爆破。施工中，打眼、放炮和锚、网支护则是最主要的工序，占用时间长，打眼速度、爆破效果则直接影响到掘进速度与工程质量。为保障巷道成形效果好，结合倾角大、煤体黏结力弱和高帮易片帮的特点，其炮眼布置应遵循“爆破预留”原则，即采用三角掏槽，爆破成形后呈“倒梯形”，然后用风手镐刷大成型。当岩煤体较软时，钻眼选用MQB-35(5O)手持式气动钻机钻眼。要全断面一次性打眼、装药和起爆。
2）巷道的支护。在施工放炮后、安装顶板锚杆前，应先敲帮问顶。在安全位置，用长把工具从外向里、从顶向帮逐步找掉浮煤悬矸，并对顶板进行临时支护，再将煤矸外运出。巷道清理卧底到设计高度之后，再进行及时锚、网支护。可能因煤层倾角大、煤体黏结力低、煤体较松散，顶板和巷道高帮的支护更要及时，防止高帮片帮。在围岩应力重新分布刚开始的阶段，锚、网支护就要完成。按经验，可采用爆破预留、超前帮锚、风手镐刷大成形、控制装药量等方法有效防止巷道高帮片帮现象。
3）控制顶板锚杆角度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了控制大倾角上山巷道顶板锚杆的角度在设计范围内，每次的锚杆机支腿都要紧靠工作面，要始终保持锚杆机的支腿与顶板垂直，以保证锚杆眼钻入的方向与巷道顶板的法线方向一致。为此可采取如下施工方法：在临时支护下，工作面始终保证有0.8m巷道的顶板未做好永久支护，以便于锚杆机的支腿垂直于顶板。
4)注意事项。①对锚杆和药卷及钻孔直径，都应符合“三径”匹配原则。②严格控制锚杆孔深，严格按照设计要求钻孔。孔深不能超钻，也不能欠钻。而安装锚杆时，应尽量使锚杆外端螺纹深入顶板或煤帮10～15mm距离。③锚杆钻机在搅拌树脂药卷过程中，中间不能停和反复搅拌。不然，会破坏树脂分子链，从而降低锚固的效果。
4 施工劳动组织
1）做好施工工艺准备。快速掘进要坚持正规循环作业，即各主要、辅助施工工艺都要按一定的顺序进行，各班都要在规定时间内完成任务，不能延点。因此，在掘进作业过程中，应采用“三八”制的作业方式。而每个正规循环作业中，支护工序占用时间一般最长，是制约提高掘进速度的关键。因此，掘进工作面必须配备两个大功率锚杆钻机，并要保证多台机具同时作业所需的动力源，其他装运设备应有保障，使之能形成装运矸煤连续作业。只有各环节不影响作业时间，才能实现快速掘进。
2）组织好施工队伍。鉴于劳动组织管理中，有的工序只能顺序作业，有的工序则可平行作业。要缩短循环作业时间，能平行作业的工序一定要平行作业。像运支护材料、检修锚杆机具、延长风水管路等，都可平行作业。顶、帮支护期间，可进行煤矸装运、检修、延长胶带输送机、处理一些故障等。总之，实现快速掘进就必须加强劳动组织管理。
3）做好机电设备维修管理。对掘进迎头设备要实行专人管理、维修和操作。台机落实到人，定岗位、定人员、定职责。充分利用交接班时间对施工中使用的机电设备、机具全面检修，以保障运行。因此，要实现快速掘进，就必须加强机电设备的管理。
5 动态实施巷道监测
1）观测的内容。快速掘进施工中，要保证顶板支护安全可靠，从巷道掘进到形成生产、运输和通风系统期间，都必须加强对巷道的系列矿压观测。比如巷道表面位移、锚杆拉拔力、初锚力、顶板离层、顶板围岩结构及岩性和稳定性等。
2）观测数据的处理。要根据观测数据，能及时发现围岩的变化情况，做到边施工、边观察、边处理，以便为快速掘进提供安全预报。通过观测和数据分析，找出围岩变化规律，对不合理的支护参数进行修正，并评价锚杆支护系统在快速掘进期间的安全可靠性等。
3）观测数据的分析。①顶板的变形量。一般通过经过近一个月的观测，可发现顶板深部最大变形量和浅部变形量。②两帮的移近量。一般巷道两帮的移近从巷道掘出就发生，当巷道掘出1～6天时两帮移近量和变形速度最大；煤层变形量也较大，岩石变形量则较小。③顶底板的移近量。不少巷道构造带顶底板移近量较大，一般主要表现为巷道底臌量较大，下部较小些。
结语：
对于大倾角上山煤层回采巷道掘进，若采用锚、网支护快速掘进技术，在保障安全生产的前提下可取得显著的经济效益和社会效益。主要体现在以下几个方面：一是采用锚、网支护快速掘进技术，使月度进尺能显著提高，能有效缓解采掘衔接紧张的状况，从而促进矿井高产高效建设；二是爆破参数选用合理，对锚杆又能实现快速安设，使巷道围岩得到及时地支护，其支护效果也好，使用周期也能得以延长；三是加强组织管理，采用和优化循环作业方式，其正规循环率可大大提高，掘进效率得以显著提高；四是改进和简化煤矸运输系统，可有效提高运输效率，对实现快速掘进非常有利；五是采用新方法与传统施工方法相比，则可大大降低支护成本，并减轻了工人的劳动强度，提高了劳动效率，最终实现经济、快速生产的效果。
参考文献
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论文作者:杨龙
论文发表刊物:《知识-力量》2019年10月41期
论文发表时间:2019/9/11
标签：巷道论文; 顶板论文; 倾角论文; 锚杆论文; 作业论文; 快速论文; 围岩论文; 《知识-力量》2019年10月41期论文;