掘进机施工半圆拱形曲线巷道的方法与实践

2017-07-13薛明铁法煤业集团有限责任公司晓南矿

消费导刊 2017年23期

关键词：综掘机半圆进尺

薛明铁法煤业（集团）有限责任公司晓南矿

一、概述

（一）巷道位置及地质条件

该巷道布置为半煤岩巷和岩巷混合布置，煤层平均厚度为1.5米，煤层顶板以砂岩为主，巷道坡度为先掘进平巷在掘进12°上坡与二水平北二材料上山贯通。

（二）工作面主要设备配备

工作面综掘机采用由佳木斯生产的EBZ200A型悬臂式掘进机，运输采用SGW-40型刮板输送机和SSJ-800型胶带输送机，支护采用MQT130型锚杆钻机和气动凿岩机。

（三）巷道断面及支护设计

该巷道断面设计为墙高1.3米，宽度为5.1米（净宽4.8）的半圆拱形巷道。根据同煤层矿压观测数据及支护经验，巷道顶板锚杆选用Φ22×2200mm全螺纹等强锚杆，间距800mm，排距800mm；帮锚杆选用Φ22×1600mm全螺纹等强锚杆，间距800mm，排距800mm。

二、工作面施工方案

（一）曲线段划分

该曲线段设计弧长48.24米，曲线段圆心角为109°54′，为满足曲线段巷道施工精确性并结合生产条件，将曲线段划分为4个区段，即每个区段计弧长12.06米（弦长11.94米），曲线段圆心角为27°28'30"。

（二）区段施工

1.绘制巷道轮廓。将整个曲线段划分为单个小区段后，对小区段进行半圆拱型轮廓定位施工，即在工作面迎面画出巷道的轮廓线，绘制轮廓线时采用描点法或画圆法。描点法是通过对巷道的几个特征点进行定位后进行画线描绘巷道轮廓；画圆法是通过找到半圆拱的圆心，用半圆拱的半径在巷道内画出巷道轮廓。

2.巷道进尺确定。由于划分为小区段后仍为曲线巷道，因此要想施工出符合要求的巷道，必须采取调角施工的方法即前进左帮排距大于右帮的排距。根据外侧曲线:中间曲线:内侧曲线=0.898:1:1.101，因此按设计排距800mm计算等出前进左帮进尺719m、中心进尺800mm、前进右帮进尺881mm。为满符合施工的可操作性，采用一刀一排法施工。两帮割成直线与曲线相差2毫米，该施工方法施工的巷道满足要求。

3.巷道截割方式。截割时采用综掘机一次性截割出全断面。先截割巷道中间部分，距巷道轮廓线预留出200-300m未截割的部分，然后在截割处巷道轮廓，在巷道轮廓基本截割完成前，通过画圆法在一次对巷道轮廓进行测量，对尺寸不符合要求的在一次截割，全部完成后进行临时支护工作，然后进行永久性支护，进入到下一循环。

4.货物运输。由于施工曲线巷道胶带输送机不能转弯，因此采取铺设刮板输送机的方式进行。当皮带延直线方向到达位置后，安设一部刮板输送机，刮板输送机有一定的弯曲能力且灵活性较好，当到达转弯极限后，将该刮板输送机调整位置并调直，然后在布置一部刮板输送机。

（三）施工注意事项

1.由于施工时采用激光指向仪定位，因此在施工每个区段时都要重新布置激光指向仪，且每个区段的过渡接段要提前给定数据，确保施工的连续。2.为确保曲线段半圆拱型巷道成型的效果，每天对两帮位置进行效验，然后对数据进行更新，小班必须按重新修订的施工尺寸图施工，保证施工质量。

三、采取用此施工方法的优势

（一）施工安全方面

以往施工此类巷道采用爆破施工法时，存在着较多安全隐患，易在生产过程中出现安全问题，主要危害如下：爆破后由于炮烟未完全吹散，人员进入工作面，造成有毒气体中毒，产生较严重的后果；处理残炮，瞎炮时未按照安全规程有关规定执行，将造成伤害性事故；爆破后的顶板受震动影响，出现岩石松动或支护失效的现象，未及时处理，造成工作面内作业时出现顶板事故等。

通过采用综掘机截割的施工方有效的杜绝了以上在爆破施工方面易出现的安全隐患，给安全生产创造了良好的环境。

（二）施工速度方面

采用综掘机施工期间，采用三八制作业方式，原班掘进生产，日平均进尺6米，共完成半圆拱形巷道78米（其中曲线段48米），包括安装拆除设备共计16天。采用爆破法施工时，同样采用三八制作业方式，施工方式为三掘一喷，由于巷道高度较高施工时需分层进行施工，前两个班次进行掘上半部分，第三个小班负责拉低以达到设计要求，然后喷浆班进行喷浆，日进尺2.4米，预计施工周期36天。

（三）材料使用方面

1.节省临时支护锚杆数量。不论是采用爆破施工，或是采用综掘机施工，巷道锚杆支护设计完全相同，而在临时支护方面综掘机采用的是别顶杆可循环使用，而爆破法采用的是打超前支护锚杆的方式，因此每循环多用锚杆3根（锚固剂3根），造成了而外的材料消耗。2.节省打眼器具消耗量。目前我矿采用爆破法施工时，打注炮眼全部使用风动凿岩机，工作面正常布置炮眼时采用2台凿岩机，因此较综掘工作面增加了凿岩机配套材料的消耗。3.节省喷浆料。由于综掘机截割出巷道的成型较好，巷道尺寸误差均控制在100mm之内，且支护也非常稳定，巷道效果图如图5，无需在进行喷浆加强支护，因此每米巷道节约喷浆料2.27m3，每米巷道节约成本680元，该工程在喷浆方面共节约5.3万元。