快速掘进技术在矿井综掘中的实践

【摘 要】地质条件复杂的矿井，存在着施工速度低、采掘关系日益紧张等现象，影响煤矿生产的发展和安全状况，因此在原来的基础上提出了巷道快速掘进技术。文章结合具体的矿井实例，介绍了快速掘进施工工艺和支护工艺，并阐述了如何在掘进施工中实现巷道的快速掘进。

【关键词】矿井；巷道综掘；掘进施工；施工工艺

某矿井田南北长约12km，东西宽约11km，勘探面积约103km2。设计长为1052.7m，设计断面为3.6m×2.9m。煤厚2.1～4.1m；直接顶为泥岩，平均厚约2.4m；基本顶为细粒砂泥岩，平均厚3.8m，属稳定岩层。巷道顶板采用锚网带+锚索梁联合支护，帮部采用锚网梯支护。

1、快速掘进施工工艺

快速掘进施工工艺流程：交接班安全检查EBZ100掘进机割煤敲帮问顶临时支护永久支护文明施工进入下一个作业循环。

采用EBZ100型悬臂式掘进机割煤装煤，配合DZQ80/30/11型桥式转载机、SSJ-800胶带输送机和SGB620/40、SGB620/55型刮板输送机将煤运至外部煤流系统，实现连续运输。顶锚杆采用MQT-120型风动锚杆机打注施工，帮锚杆采用ZMS-12型煤电钻或ZQS-50/300型手持式气动钻机打注施工。

2、支护工艺

2.1临时支护结构

采用金属前探梁式临时支护(图1)，前探梁使用3根完好的、管壁厚不小于4.5mm、长度为4.5m的Ø50.8mm无缝钢管。当煤层和顶板岩石比较稳定时，每循环进尺2.4m，工作面的最大控顶距为2.7m；当煤层和顶板岩石较稳定时、每循环进尺1.6m时，工作面的最大控顶距为1.9m；当煤体较软或顶板岩石较破碎时每循环进尺800mm时，工作面的最大控顶距为1.1m。

2.2永久支护结构

巷道断面及永久支护形式如图2所示。

2.2.1顶板支护

（1）顶锚杆安装技术。顶板采用锚网带支护，锚杆选用Ø20mm×2200mm高强锚杆，每根高强锚杆使用MSK2335型锚固剂2个，设计锚固力80kN(使用LDZ-200型锚杆拉力计测20mm×2200mm高强锚杆，压力表读数达到20MPa时为合格)，间排距为800mm×800mm，锚杆托盘为150mm×100mm×12mm的M托盘，选用3.6m长的M钢带，钢带排距为800mm，网为钢筋网(1000mm×2000mm)，钢筋网搭接长度不小于100mm，用双股12#铁丝绑扎，绑扎间距不大于300mm，平焊网两端必须铺设到巷道两边且竖直向下露头不小于100mm，与两帮部双抗网、钢板网连接好，不得露顶。

（2）锚索安装技术。顶板采用锚索梁加强支护，分别在距两端头200mm及中点处钻Ø20mm孔(地面加工后入井使用)，锚索梁沿巷道中心线平行布置2排(中心线偏左1000mm一排，中心线偏右1200mm一排)，间距为2400mm。锚索孔深度7500mm(锚索规格Ø15.24mm、长度为8000mm)，每根锚索用MSK2335型锚固剂5个，预紧力100kN(使用MS15-230/55型手动锚索张拉机具张拉至预紧力，压力表指示数据达到23MPa时为合格)，锚索专用截具，保证外露长度为50～100mm。

2.2.2帮部支护

采用Ø18mm×2200mm高强锚杆+2.5m横向钢筋梯+钢筋网+双抗网支护，帮锚杆的间排距设计为750mm×800mm。帮锚杆安装技术：帮部采用锚网梯支护，锚杆选用Ø18mm×2200mm高强锚杆，锚杆间排距为750mm×800mm，矩形布置，从顶板向下300mm开始起锚，每根锚杆使用MSK2335型锚固剂2个，设计锚固力为80kN。

3、快速掘进施工

3.1施工进度

根据煤层顶板情况严格控制循环进度，以保证掘进时的安全。当煤层和顶板岩石稳定时，每循环进尺2400mm；当煤层和顶板岩石较稳定时，每循环进尺1600mm；当煤体较软或顶板岩石较破碎时，每循环进尺800mm。在煤层和顶板岩石稳定的情况下，每小班2～4个循环，循环进尺2.4m，日进尺21.6m(平均值)，月进尺648m。

3.2作业方式

3.2.1提高开机率。①要配备合格、先进的设备，尤其是综掘的主要设备――综掘机，EBZ100掘进机属较高性能的大功率掘进机，自身事故率较低，能保证开机率。②尽可能的减少检修所占用的时间，可以在掘进主要工序的空当进行检修，检修人员要有较高的技术操作水平和管理水平，在设备运转时要密切关注设备的运转情况，发现问题必要时立即处理，保证设备的维修度。这样既保证了检修时间，又可以在动态中检修，提高了设备的开机率。③交接班期间，交班班组必须给接班班组留够2排机尾的跑道，尤其是夜班必须给早班留出2排机尾跑道，早班接班后先施工1个循环并多出煤，在早班胶带机检修停运期间进行永久支护，再次开机前，保证永久支护完毕，以便进入下一个循环保证再次开机率。

3.2.2多工序平行作业。在掘进的每个循环中，切割和支护2个工序不能完全平行外，其他工序只要安排合理，基本上能做到平行作业。超前的准备工作也可以实施平行作业，早班由于检修人员较多，中班专门安排2人进行后巷锚索的平行施工，加强巷道支护；夜班专门安排2人进行支护材料的准备工作，在夜班每个循环进行完后，使用胶带机将备用材料运至掘进面，备足一个圆班的供应，缩减各班组的备料工作。

3.2.3各工序间相互配合作业。在平行作业的基础上，要强调各工序间的相互配合，做到上道工序为下道工序做准备，这样多工序作业才能忙而不乱。每小班的交叉作业时间，上班做收尾工作时，下班做准备工作，完成备料、处理安全隐患、清理施工现场等工作，不需要专门的杂活班来处理；运料人员将每个圆班所需的料及时运送到掘进工作面，避免了人工长距离长时间备料；交班人员预留机尾跑道以便接班人员可以顺利开机等。工序间相互配合作业，提高了工作效率，减少了不必要的重复工作。

4、结语

煤炭作为支撑国民经济发展的主要能源，近年来开发力度不断加大，矿井年生产量也年上升。因工程量大和工期长是矿井综掘的主要特点，为此积极开展快速掘进技术成为矿井综掘的重要工作。