煤巷大断面支护及综掘机拐弯技术要点分析

黄小康 郑亮

摘要：采煤生产工艺中，因施工作业环境复杂，必须做好巷道断面支护工作，确保掘进生产安全高效。本文结合实际巷道情况，对大断面支护技术和综掘机拐弯技术进行分析，确保煤矿综采安全和生产效益目标实现。

关键词：煤矿开采;巷道大断面支护;综掘机拐弯技术

1引言

煤炭资源是国家经济建设发展的重要资源，随着煤矿开采深度的增加，面临的状况日益复杂。不确定性因素的存在使煤炭开采的难度增大，加强巷道断面支护是保证煤炭开采生产安全和生产效率的重要保障。

2某巷道情况概述

巷道地表位于海子边东南一带山坡地，地表标高+980～+1006.1m，埋深+472.6～533.1m。井下标高+510～+552.2m。工作面对应地表位于海子边东南方一带的山坡地，由于巷道埋深+472.6～553.1m，该巷道掘进对地表无影响。

巷道位于二叠系宣威组上段的8#煤层中掘进，区域煤岩层倾角为3～15°，平均倾角为8°，其煤层硬度系数为1～3。巷道顶、底板围岩主要为砂岩、粉砂岩、泥岩、粘土岩等，顶底板岩层硬系数为4～6。该巷在8#煤层中掘进，瓦斯含量小于6m3/t，巷道有一定的起伏。掘进过程中可能遇到其他隐伏小构造，掘进时应随时注意岩层变化情况。该巷掘进时在保护层保护区域内，可解析瓦斯含量为1.9359T/m3，瓦斯对本巷道掘进影响较小。

本巷道掘进过程中不存在冲击地压及应力集中区，巷道内温度在22°左右，对巷道掘进无影响。巷道从7#抽采石门挂口施工过程中注意巷道交岔口段强化支护。由于煤层倾角变化，8106皮带巷北段及联络巷布置期间，巷道有一定起伏，在低洼段可能有积水，掘进前应考虑临时排水系统。

3煤巷大断面支护技术

8106皮带巷联络巷设计为异性断面，转向后为8106皮带巷设计为矩形断面，里程37m处设置矩形信号硐室。

异性断面设计：8106皮带巷联络巷开口施工39m，坡度随煤层变化掘进;巷道掘进断面为13.65m2，净断面为12.23m2，掘进宽度4.7m，高帮掘进高度3.952m，低帮掘进高度为2.216m，净宽为4.5m，高帮净高为3.46m，低帮净高为2.14m。

矩形断面设计：8106皮带巷联络巷施工39m后，按方位角a=145°59′54″轉向施工8106皮带巷北段102m;巷道掘进断面15.08m2，净断面为14m2，掘进宽度为5.2m，掘进高度为2.9m，净宽为5m，净高为2.8m。

信号硐室断面设计：掘进断面为8.32㎡，净断面为7.5㎡，掘进宽度为3.2m，掘进高度为2.6m，净宽3m，净高2.5m，深度为2m。

3.1巷道临时支护

采用单体液压支柱+钢筋网作为临时支护，分为DW31.5型、DW28型及DW25型;DW28型规格为：最大高度为2800mm，工作行程570mm，初撑力为90KN，液压缸直径100mm，重量50kg;DW25型规格为：最大高度为2500mm，重量40kg;DW31.5型规格为：最大高度为3150mm，重量60kg，其余参数均与DW28型相同。

现场单体液压支柱数量：DW31.5型、DW28型、DW25型，共9根。木垫板规格及数量：长×宽×厚=300mm×150mm×50mm，不少于15块。单体液压支柱及木垫板一起堆放在耙装机后20m范围的巷道内。

掘进找顶后，必须立即使用单体液压支柱戴帽施工临时支护，且支柱必须带帽，临时支护与永久支护距离为1000mm，柱帽采用规格为：长×宽×厚=300×200×30mm的木板。永久支护完毕后，当空顶≥800mm时，必须施工临时支护。

临时支护防倒措施：采用14#铅丝将轻型单体液压支柱固定于顶板金属网上，防止支柱卸压滑倒伤人。检查支护的预紧力，出现卸压时，及时补液加压，确保支柱支撑有效。

掘进后找顶工具及规定数量的单体液压支柱、柱帽必须搬至碛头，找顶后立即采用戴帽轻型单体液压支柱施工临时支护，临时支护可靠后方可进行作业，施工临时支护必须站在永久支护一侧操作。

临时支护工序为：敲帮问顶→单体液压支柱准备→连接水管及注压阀→加垫板带帽+金属网贴岩面→注压稳固→顶部锚杆支护→转碛头→永久支护。

3.2巷道永久支护

8106皮带巷北段及联络巷锚杆长度及间、排距的确定：

1.锚杆长度的确定：L≥L1+L2+L3

式中：L——锚杆总长度m;L1——锚杆外露长度m;顶锚杆取0.13，帮锚杆取0.13;L2——有效长度m;L3——锚入岩（煤）层内深度m，取0.6。

L2中，围岩松动圈冒落高度0.72m，帮锚杆取帮破碎深度0.31m。

顶锚杆L=0.13+0.72+0.6=1.45m，顶锚杆2.2m≥1.45m符合设计要求。

帮锚杆L=0.13+0.31+0.6=1.04m，帮锚杆1.8m≥1.04m符合设计要求。

4综掘机拐弯技术要点

煤矿开采中，巷道拐弯是影响开采质量的重要因素。传统拐弯作业采用的是放炮挖掘的方法，确定放炮位置，然后挖掘炮砵位置，党综掘机运行到拐弯位置时可用人力进行加固。这种方式需要根据综掘机的运行情况进行切眼作业，每次切眼作业在综掘机前行5～10m后开始，切眼长度在5m左右。切眼完毕再以炮击的形式继续。党综掘机拐弯快要结束时，做好准备，以人工方式进行设备拆除。这种拐弯方式在应用中由于人工作业量大，因此作业危险性高。因此，针对这一问题对综掘机拐弯技术进行改进。当综掘机行进到预先设定的切眼位置时，开展加固作业，根据设计的要求进行临时支护。对切眼位置以四岔口的形式进行切口控制。所有施工作业在中央控制室内完成。另外，为了降低综掘机拐外过程中容易受到外界因素的影响，对综掘机履带进行改造，将履带尾部缩短20%，进行切眼改造，提高拐弯作业效率。严格控制综掘机拐弯作业参数，确保数据参数精准。避免人为经验注意，严格按照软件分析模拟的结果进行施工。对综掘机拐弯运行轨迹进行模拟，确定综掘机移动行进的路线，有效保证综掘机顺利运行到预定切眼位置，提升综掘机拐弯效率。

5技术应用效果分析

结合煤矿实际情况，通过对巷道大断面支护技术进行设计，优化综掘机拐弯技术，减少生产人工作业量，提高生产安全和生产效率。通过优化工艺技术，大大缩短开采作业周期，减少作业成本，保障企业生产效益目标实现。

6结语

综上所述，煤矿生产中，施工对应严格按照现场标出的巷道中线和坡度施工，有效控制巷道方向和坡度。大断面支护有效提升断面支护效果，消除地质复杂条件产生的支护问题，提升开采效率。综掘机拐弯技术应用实现长距离施工，减少人员工作量，缩短综掘机拐弯周期，保障企业生产效益目标实现。

参考文献

[1]掘进工作面综掘机拐弯施工技术研究与应用[J].山西焦煤科技，2019，43（1）：38.