順槽掘進(jìn)快速施工工藝研究實(shí)踐
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摘要：針對順槽巷道頂板支護(hù)進(jìn)行改革，推廣全錨索支護(hù)頂板。通過在巷道掘進(jìn)施工設(shè)備配套、循環(huán)作業(yè)模式、勞動組織、市場化運(yùn)作、勞動管理等方面的創(chuàng)新優(yōu)化，促進(jìn)安全高掘快掘隊(duì)的創(chuàng)建，順利實(shí)現(xiàn)了順槽巷道的快速施工，月最高進(jìn)尺680m。
關(guān)鍵詞：綜掘；快速；施工；優(yōu)化
1巷道概況
新汶礦業(yè)集團(tuán)公司福城煤礦1302N上下巷位于福城煤礦+850m水平，斷面規(guī)格（矩形）：凈寬×中凈高=4.0m×3.5m，S凈=14.0m2，S荒=15.1m2。掘進(jìn)巷道位于3層煤內(nèi)，巷道設(shè)計全長4060m。巷道沿5煤底板掘進(jìn)，主要位于5煤內(nèi)，煤厚3.09m，上為厚度1.15m的泥巖，再上為3上煤，厚度1.80m。底板為含炭泥巖，厚度0.65m，再下為粉砂巖，厚度6.89m。
2合理便捷的支護(hù)
（1）臨時支護(hù)臨時支護(hù)的前探梁采用長不低于5.0m的三寸鋼管制作，吊環(huán)用厚7mm的鋼板制作，每根前探梁用2個吊環(huán)懸掛，上吊環(huán)的錨桿留有40~80mm絲扣，確保吊環(huán)的牢固[1]。巷道臨時支護(hù)圖如圖1、圖2所示。臨時支護(hù)便于移動，支撐有效，減少了臨時支護(hù)時間。（2）永久支護(hù)一般的巷道支護(hù)多采用錨桿、索配合支護(hù)，為了便于施工組織管理，決定采用相對單一的錨索支護(hù)，在施工組織、質(zhì)量管控方面更加便捷。頂板采用錨索配“W”鋼帶+鋼筋網(wǎng)支護(hù)，錨索分為普通錨索及礦用注漿錨索兩種，成排成行交互布置。普通錨索采用1×7的鋼絞線制作，規(guī)格為Ф17.8mm×L4200mm；注漿錨索采用SKZ22-1/1860型錨索，規(guī)格為Ф22mm×L4200mm；錨索間排距1000mm×1000mm。兩幫采用錨桿配雙向拉伸塑料網(wǎng)支護(hù)，錨桿采用MSGLD-335等強(qiáng)螺紋鋼式樹脂錨桿（Ф20mm×L2000mm），間排距1000mm×1000mm，成排成行布置。巷道兩幫錨桿垂直打設(shè)，底角錨桿與水平呈10~30°打入[2]。巷道永久支護(hù)圖如圖3所示。
3巷道快速掘進(jìn)的關(guān)鍵技術(shù)問題
3.1工序組織
巷道直接采用EBZ-260型綜掘機(jī)機(jī)掘法施工，綜掘機(jī)搭接二運(yùn)搭接皮帶出矸。截割完迎頭后，聯(lián)網(wǎng)、上鋼帶、前移前探梁，然后退機(jī)臥底。將綜掘機(jī)停電閉鎖后，配備液壓錨桿鉆車，打設(shè)巷道頂板、側(cè)幫上的錨桿孔、錨索孔等工序[3]。
3.2液壓錨桿鉆車
采用液壓錨桿鉆車進(jìn)行打設(shè)頂板及兩幫的錨桿眼，機(jī)械化作業(yè)，施工安全高效，工人勞動強(qiáng)度低，實(shí)現(xiàn)巷道掘進(jìn)支護(hù)快速、高效、機(jī)械化。
3.3移動料車
1302N上下巷隨施工料場距迎頭距離的增加，運(yùn)料工作量增大。為了降低職工勞動強(qiáng)度，提高工作效率，制作移動式物料集裝箱。采用四個承載輪掛在單軌吊梁，運(yùn)用集裝箱將每班使用的支護(hù)材料裝好，利用單軌吊運(yùn)至綜掘機(jī)電纜框處。通過移動料車跟迎頭，杜絕皮帶運(yùn)輸物料，杜絕人工扛運(yùn)物料，降低職工勞動強(qiáng)度，提高現(xiàn)場施工效率及安全系數(shù)。
3.4風(fēng)水軟管自移裝置
掘進(jìn)工作面距迎頭30m范圍內(nèi)的風(fēng)水軟管，每班支護(hù)迎頭時需人工拖拽至迎頭，迎頭完成支護(hù)后需人工拖拽并順幫吊掛整齊，拖拽費(fèi)時費(fèi)力，職工勞動強(qiáng)度大。為降低職工勞動強(qiáng)度，提高現(xiàn)場施工效率，使用60mm槽鋼及30mm角鐵焊接跑道，使用100mm槽鋼焊接三角撐，在跑道上安裝滑輪（滑輪下部焊接固定螺栓，使用時將風(fēng)水軟管通過扁鐵及螺帽固定在滑輪上）。使用時將三角撐固定在下幫第一根錨桿上，將跑道使用螺栓固定在三角撐上（滑輪距巷道底板1.5m左右），使跑道距幫40cm（保證幫部支護(hù)不妨礙風(fēng)水軟管前后滑動），每個滑輪之間預(yù)留風(fēng)水管路約3m，最前一節(jié)跑道距迎頭始終5~10m左右。使用時直接往前拖拽風(fēng)水軟管自行前移，杜絕每個支護(hù)循環(huán)人工拖拽、貼幫吊掛風(fēng)水軟管，降低了職工勞動強(qiáng)度，提高現(xiàn)場施工效率[4]。
3.5快速、循環(huán)漲拉裝置
井下在電纜、風(fēng)筒吊掛前須漲拉一道鋼絞線。為實(shí)現(xiàn)鋼絞線快速漲拉，解決采用手拉葫蘆的施工限制，研究出了快速、循環(huán)漲拉裝置。設(shè)備由兩節(jié)槽鋼、1m長錨桿及兩個錨桿帽組成，設(shè)備輕巧，操作方便。循環(huán)漲拉裝置需兩個裝置交替使用。
3.6巷道后輔助工程合理組織
成立服務(wù)小分隊(duì)，使用小型挖掘機(jī)配破碎錘施工水溝、臥底等后尾工程，優(yōu)化施工人員，提高人工效率。優(yōu)化后，從原來的每個班3~4人打挖水溝，每班最高18m，提高到2~3人，每班最高35m以上[5]。4結(jié)論1302N上下巷綜掘施工中，采用單一化支護(hù)設(shè)構(gòu)如圖1所示。
4二次切眼支護(hù)施工方案
在進(jìn)行二次切眼支護(hù)施工時，為了降低施工的難度，選擇在一次切眼的基礎(chǔ)上向南擴(kuò)二次切眼，由西向東作業(yè)。在10206回風(fēng)順槽東幫開口后由西向東沿煤頂板掘進(jìn)，掘進(jìn)方位角為90°。在巷道開口25m處采用爆破落煤、人工裝煤、30型刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，剩余切眼采用掘進(jìn)機(jī)配合皮帶運(yùn)煤（矸）。擴(kuò)幫掘進(jìn)時，每班需提前將掘進(jìn)頭區(qū)域往東20m范圍內(nèi)第一次切眼29U型鋼棚梁下架設(shè)3.6m的π梁，距梁頭900mm。π梁下支設(shè)2.5m的單體液壓柱，單體柱必須支設(shè)在實(shí)底上，保證一梁四柱[4]，單體柱支設(shè)在π梁與U型鋼梁交叉處，然后拆除原29U型鋼棚腿。單體柱用專用防倒繩與U型鋼棚連鎖，做好防倒措施，保證單體柱初撐力不小于11.4MPa，所有單體柱均穿柱鞋。由于二次切眼支護(hù)施工為在一次切眼施工方案基礎(chǔ)上進(jìn)行，而且以錨桿、菱形護(hù)網(wǎng)配合鋼棚聯(lián)合支護(hù)的結(jié)構(gòu)，各支撐部件均為標(biāo)準(zhǔn)支護(hù)結(jié)構(gòu)，分散后的體積、重量小，便于進(jìn)行組合，井下運(yùn)輸方便。在10206綜采面進(jìn)行支護(hù)的過程中，支護(hù)人員數(shù)量僅需10人，在兩天內(nèi)即完成了全部160m的支護(hù)，效率比傳統(tǒng)支護(hù)方案提升了40%以上。由于采用了組合支護(hù)結(jié)構(gòu)，在后期的拆卸過程中的效率也優(yōu)于傳統(tǒng)的支護(hù)方案。通過對二次切眼支護(hù)區(qū)頂板下移量的分析，最大下移量為34mm，遠(yuǎn)小于29U型鋼的最大變形量，極大地提升了綜采作業(yè)過程中的支護(hù)穩(wěn)定性。
5結(jié)論
針對金達(dá)煤業(yè)傳統(tǒng)支護(hù)方式的支護(hù)工序多、效率低、經(jīng)濟(jì)性差的缺陷，提出了一種新的二次切眼支護(hù)技術(shù)方案。二次切眼選擇跨長為3.3m的礦用29U型鋼，鋼棚間距0.5m，能夠滿足10206綜采面在最大來壓情況下的支護(hù)穩(wěn)定性和可靠性需求。以錨桿、菱形護(hù)網(wǎng)配合鋼棚聯(lián)合支護(hù)的結(jié)構(gòu)，靈活性高，支護(hù)效率比傳統(tǒng)支護(hù)方案提升了40%以上，組合式的支護(hù)結(jié)構(gòu)在后期的拆卸過程中的效率也優(yōu)于傳統(tǒng)的支護(hù)方案。二次切眼支護(hù)結(jié)構(gòu)能夠?qū)㈨敯宓淖畲笙乱屏烤S持在34mm以下，完全滿足井下支護(hù)穩(wěn)定性的需求。
【參考文獻(xiàn)】
［1］張忠國.煤巷快速掘進(jìn)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢與關(guān)鍵技術(shù)[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2016，44（01）：77-80．
［2］楊濤.煤礦巷道掘進(jìn)工藝及裝備的發(fā)展分析[J].機(jī)械工程與自動化，2018（05）：65-67．
［3］趙志強(qiáng)，賈后省，王志剛，等.大采高超大斷面切眼長錨桿錨索組合支護(hù)技術(shù)[J].中國煤炭，2013，39（11）：67-71.
［4］潘偉明.大采高綜采工作面大斷面切眼支護(hù)技術(shù)研究[J].中國煤炭，2016，42（06）：51-53+62.
作者：王新強(qiáng) 成琦 張秀平 單位：內(nèi)蒙古福城礦業(yè)有限公司