中煤新集能源股份有限公司口孜东矿 安徽阜阳 236153
摘要：为了加快巷道掘进速度，实现采掘接替平衡，保证矿井的正常生产，本文通过对巷道快速掘进技术措施的研究。现有的深井大断面巷道施工存在施工时支护困难、速度低的问题，因此提出了深井大断面巷道安全线的快速掘进技术，支持在深井大断面架棚巷道机械化掘进方案，为深井大断面巷道安全快速掘进提供了有力的参考。
关键词：深井大断面架棚巷道快速掘进套棚充填
1前言
对于深井大断面巷道支护，风锤打眼放炮掘和支护工艺落后、发展缓慢，已不能满足高效安全的需要。为实现深井大断面安全快速掘进，满足生产要求，对深井大断面巷道施工技术进行了分析。
2现有工艺分析
目前煤矿深井大断面岩巷掘进一部分采用人工打眼、放炮的形式，炮眼深度1.8m，循环进尺只有1.6m左右，掘进进尺效率低，远不能满足岩巷快速掘进的需要。岩巷掘进在煤矿开拓、延伸中占有非常重要的地位，特别是随着矿井不断延伸，采掘衔接日趋紧张，全面提高效率，实施快速掘进已势在必行，也是保证矿井安全高效长远发展的根本途径。
目前，深井大断面巷道掘进后先采用锚网索喷支护，再进行架棚、腰帮背顶、喷浆、注浆。掘进时采用风锤打眼施工；架棚时采用人工架棚，人工背顶、腰帮填充；然后进行喷浆覆盖U型棚，最后注浆；运料系统是一个串联系统，可靠性不高。如果中间某一条皮带断了，将直接影响掘进速度。工序繁杂、操作困难、工作量及成本大。
通过对以上过程的分析，可以采取以下措施实现快速掘进：（1）采用BTRK2钻车进行炮眼、锚杆孔施工。（2）采用AMG2700型架棚机架棚施工（3）物料充填系统设备实现地面送料到工作面一步到位。
3巷道快速掘进措施研究
3.1加强地质预测
如果矿井地质条件和水位地质条件较为复杂，断层、褶曲等地质构造发育，则会对掘进速度造成较大影响。所以，在巷道掘进前应进行地质勘测预报，采用钻探、物探以及巷探等措施，为巷道的快速掘进打好基础。
3.2提高掘进设备水平
掘进设备的选型合适与否直接影响着掘进速度的高低，所以，在巷道掘进中，必须结合现场实际情况以及实际施工条件，如煤岩体硬度、断面大小、地质条件等，选择适合的掘进设备。掘进设备的选择因素包括功率、尺寸、外形、结构等。此外，必须合理协调各个施工环节的工序，如破落煤岩、煤岩传送运输、巷道支护等。
3.3优化掘进工序
在提高掘进设备水平的基础上，还应结合实际地质情况、煤岩特性以及结构特点，合理的选择掘进的工艺，如综掘或炮掘，从而保证掘进设备的掘进速度。
综掘掘进时应遵循以下原则：
①当截割硬度较小（f≤9）的岩石时，采用左右循环向上的截割方法；
②当截割岩石硬度不同时，先选择较软的岩石进行钻进，然后由下而上左右截割的方法，可根据岩石硬度和节理发育情况决定钻进深度。
③此外，在掘进过程中，还应考虑煤岩体的层理、节理等结构特点，避免对层理进行横向切割，导致切割速度缓慢。
炮掘施工时应做到光面爆破，应使各炮眼达到“平、直、齐”，即各炮眼互相平行，且平行于巷道中线，各炮眼顺直钻进，各炮眼眼底应落在同一平面上。采取的措施如下：
①准确看线，画轮廓线定眼位：打眼前班队长先将中腰线引到工作面，然后按中腰线准确地画好轮廓线，点好位置。
②按中线打好第一个正顶眼，然后将正顶眼插上炮棍作为其他眼导向的标志。周边眼打在设计轮廓线上，眼底允许向轮廓线外偏出50～150mm。在周边眼轮廓线上遇到软岩夹层或层理发育的部位，应适当增加空眼，作为导向眼。
③预量钎长，做到心中有数，保持各眼眼底落在同一平面上。
④眼痕率：硬岩不应小于80％，中硬岩不应小于50％，软岩周边成型应符合设计轮廓。周边眼间距不超过300mm，装药量不超过1卷，抵抗线300～350mm。
⑤划分区域，定人定眼，便于熟悉技术、掌握规律，提高打眼速度和准确性。
3.4改进支护措施
根据实际条件，选择与之相适应的支护方式以及支护参数。例如，所掘巷道为岩巷，可以选择锚索+套棚充填支护；在煤层厚度较大的煤层中掘进时，可以选择锚网索喷支护等。
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3.5加强组织管理
采取工序交接班的管理制度可以有效提高工时利用率和工作效率。应该规范工作面的循环作业，保证各班次工作接替合理，从而加快巷道的掘进速度。
可通过实行“四八三”的劳动模式，试用班中轮休制度，提高工人生产效率。“四八三”劳动模式即在“三八制”的基础上，每个施工队伍分为四个班组，保证同时有三个班组工作，一个班组休息。采用“四八三”模式可以有效解决“三八”制工作模式下工人劳动强度高、体力消耗大、中间难以休息这一问题，为巷道的快速掘进提供保障。
3.6优化矸石运输系统
掘进工作面破煤岩后，需要由输送机将矸石运出工作面，排矸效率直接影响掘进速度。因此，在选择矸石输送机方面应该考虑出货量、稳定性以及故障率，使运矸速度大于产出矸石的速度。
4快速掘进在某掘进工作面的应用
4.1边探边掘
为了保证巷道安全、快速地掘进，需对掘进工作面顶板、前方岩性情况进行探查。钻探设备选用MQT-130/3.0-C型煤矿用锚索机，探眼分别布置在巷道正顶、迎头山墙往下0.5m处，方向分别为垂直巷道顶板、延巷道掘进方向，钻孔深度设计为10m，钻孔直径Φ32mm。保持2m超前距至巷道掘进完成。通过观察探眼情况及时掌握巷道顶板的岩性及距离13-1煤的法距，以便调整巷道的坡度及支护方式。
4.2巷道掘进
根据该巷道的地质条件、断面形状和大小、煤岩体性质，巷道掘进选用BTRK2钻车进行炮眼、锚杆孔施工。采用一次打眼两次爆破掘进，根据13-1煤底板岩性，确定循环进度为2.4m。一班放炮进尺和架棚、一班支护，每两个小班一个循环，实现正规循环作业。
4.3巷道支护
4.3.1临时支护
放炮后人员必须站在已支护好的顶板下，按照由外向里、先顶后帮的顺序依次检查顶帮，找掉悬矸、浮石。确认安全后，掏出柱窝，将戴帽点柱上方的锚网铺好，最后将戴帽点柱打好。
4.3.2永久支护
永久支护采用锚网索+套棚充填支护方式。
锚杆间排距800×800mm，锚杆支护采用风锤或锚索机配合中空六角钻杆，钻头直径为Φ32mm的双翼钻头，锚杆孔由外向里、由巷道中间向两帮施工锚杆眼，打眼深度为2460mm，允许误差10～+40mm，钻眼方向与岩壁尽量垂直,夹角不小于75°。每根锚杆使用3卷MSM2850型锚固剂，确保抗拔力不低于120kN。
锚索间排距1200×1600mm，支护施工顺序为：点锚索眼→打锚索→送锚固剂→搅拌（20～35s）→60min后上垫板、锚具、加压。采用Φ32mm一字钻头、锚索机打眼，钻眼方向与岩壁尽量垂直,夹角不大于3°。顶部施工Φ21.8mm，长9200mm的锚索，帮部长6200mm锚索。 每根锚索使
用1卷MSK2850和3卷MSM2850型锚固剂，确保预应力不低于160kN。
套棚充填支护：采用架棚机施工，一次性施工3棚：套棚采用36U型钢加工的五节棚，棚间距（中-中）650mm。拉条采用10#槽钢加工，长度为1580mm，拉条U卡采用Φ16mm圆钢加工。卡缆采用36U型钢加工，卡缆螺栓直径为30mm，长度为160mm。锚网采用规格为1600×900mm的锚网，网孔规格为100×60mm单层铺设。塑料布必须阻燃、防静电、渗水、抗压，其规格宽1.7m，长15m。
U型棚架好后采用充填设备进行充填。
4.4运输系统
运煤系统如下：工作面→铲车→胶带运输机→主井→地面。为了保证运煤系统通畅，各运输设备由前到后运输能力依次增大。
5结束语
提高架棚巷道施工的机械化程度，提高系统的可靠性，减少工人的劳动强度，优化工序组织是实现深井大断面架棚巷道安全快速掘进的重要途径。
参考文献
[1]刘欣.U型钢支护技术在煤矿巷道中的应用[J].中小企业管理与科技，2013(22).
[2]朱现磊杨仁树宫全红.深井大断面煤巷快速掘进影响因素及技术优化[J].煤炭工程，2015(07).
论文作者:潘金龙
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/18
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