三软煤层大断面综采开切眼次成巷支护技术研究 .pdf
王庆伟++陈万卷
[摘 要]近些年以来，煤矿开采的整体规模正在获得显著扩大。与此同时，与煤矿掘进密切相关的各项技术也在逐步提升。针对煤矿切眼来讲，通过运用大断面掘进的手段与措施，应当能够从源头入手来实现全方位的成本节省，在此前提下致力于优化煤矿掘进的综合效果。一次成巷支护适用于大断面掘进，此项技术举措在根本上符合了煤矿掘进的安全性以及实效性，因此值得全方位的技术推广。
[关键词]煤矿切眼；大断面掘进；一次成巷支护技术
中图分类号：TD263；TD353 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）06-0010-01
从煤炭开采的视角来看，大断面施工应当构成其中的施工关键。具体在掘进操作时，如果涉及到综采液压支架，那么不能缺少大断面的采掘技术。受到多样化的要素影响，针对大断面掘进有必要实现安全并且快速的切眼操作，此项举措突显了很关键的价值与意义[1]。经过长期的摸索与改进，近些年以来诞生了一次成巷支护的新型技术手段，其能够适用于掘进煤矿大断面的具体实践，同时也突显了优良的综合效益。
一、煤矿大断面掘进的实例
在本次煤矿掘进的实践中，选择了处于树林区域的煤矿采区，对此布置了特定的工作面。采区具备550米左右的地面标高以及270米的井下标高，采区西部整体上呈现较大范围的保护煤柱，而其他部位则富含实煤体。经过探查煤层可知，整个采区表现为15°左右的倾斜角以及100°的煤层走向，其中含有煤矸石，典型为砂质泥岩以及炭质泥岩[2]。
煤层最厚可达7米，平均可达3米厚度。从煤层变化的视角来看，局部性的煤层顶板呈现起伏状，整体欠缺稳定性。煤层内部包含新的切眼，其中涉及到互相交叠的砂砾岩。在动态开采的状态下，含水较多的砂砾岩构成了很厚的含水层，局部甚至表现为导水通道[3]。老顶的含水层很可能呈现明显的水分涌出，排泄的煤层水呈现水滴的形态。通常来讲，顶部煤层可达每小时5m3的涌水量，最大时能够达到每小时30m3的涌水量。
二、一次成巷支护的整体方案
对于煤矿切眼，选择了特定的开口坐标，据此掘进大约150米，而后确保上侧与下侧之间的开口呈现相互贯通状态。煤层在形成新的切眼之后，沿着顶板来完成后期的掘进操作。从整体来看，布置巷道可达160米的工程总量。新的煤矿切眼设计为5米的下侧开口，其中较宽的煤层断面可达7米。后期在掘进施工时，对于支护形式将其设计成钢带、锚网索与顺巷抬棚的模式。
沿着切眼30米的下侧开口位置，借助溜子与炮掘的措施来实现掘进。等到掘进机进入了特定区域，再次将其改为皮带掘进或者综掘的技术措施。煤层中包含相对较多的新切眼，对于此类切眼可以借助平行梁来完成支护，以便于保持顶板的稳定性。如果有必要布置前探梁，那么应当将其限定于1.5米的間隔距离，确保锚杆与卡环都是固定的[4]。具体在布置前探梁时，先要焊接其下端，然后借助钢带与防滑铁链来实现相应的固定操作。
通过运用上述的支护手段，就能从源头入手，避免煤层掉落或者滑移而伤害到人员安全。在布置前探梁的前提下，还需要借助大头楔以及专用方木来实现顶紧操作，避免顶板表现为自由滑动的现象。对于布置好的支护系统不可以随便进行移动；如有必要进行移动，则必须等待结束了锚索网的相关施工，而后才能够撤走前探梁。
三、具体的技术运用
实质上，一次成巷支护与大断面掘进都涉及到较为复杂的流程，与之相应的施工步骤也体现为复杂性。为了改进施工，针对现有的技术流程有必要致力于全面完善，详细而言包含了如下关键技术：
（一）设计支护参数
如果要顺利实现全过程的支护，则不能缺少支护参数作为支持。针对各项关键性的支护参数都要予以谨慎选择，具体来讲涉及到锚杆参数及其他相关参数。从悬吊理论的视角来看，针对锚杆长度应当予以精确运算，通常而言可以将其设置为2的安全系数。此外，对于锚杆支护最好将其限制于半米左右的岩层打入深度以及0.1米左右的外露长度[5]。
对于整个巷道来讲，不可以设计过大的锚杆外露深度。在必要的时候，尽量选择3至5之间的围岩特征系数。锚杆本身应当符合特定的承载力，确保锚固剂能达到特定的强度。通过运用拉拔试验的措施，就能确定锚固力可达的取值范围，同时也能据此确定相应的抗拉强度。
（二）布置锚杆排间距以及锚杆间距
支护锚杆应当符合特定的排距与间距，对于上述两项要素都应当予以精确设置。具体来讲，各排锚杆之间的间隔距离应当决定于冒落拱的高度、锚固力以及其他安全系数。通常而言，可以将其设计成2的安全系数。泥岩如果处于悬吊的状态，那么将其设计为每立方米2.5吨的重力密度。具体在施工中，最好设计成800毫米左右的锚杆间隔距离，与之相应的排间距也应当大致相同。锚索应当与岩层相互结合在一起，保持岩层本身的稳定性。
（三）永久性的巷道支护
对于永久支护应当予以精确布置，最好选择8米左右的异型钢带作为支护对象。如果条件允许，还可以将其改造为菱形的双层支护金属网。在搭接网片时，至少将其保持在100毫米的搭接间隔距离，对此设计为联网捆扎的方式。对于最大排间距而言，应当将其控制于800毫米，而不可超出上述的限度，优先选择树脂加长型的锚固。
结束语
经过综合分析可知，建立于一次成巷基础上的大断面掘进方式可以消除过高的煤炭采掘成本，对于整体上的采煤速度也进行了提升。从目前的现状来看，很多施工方都在致力于引进此项技术，运用新型的支护手段来消除潜在性的安全隐患，进而节省了煤矿掘进消耗的各个流程成本。未来在实践中，与大断面掘进以及煤矿采掘有关的技术措施还将逐步获得提升，进而为现阶段的煤矿采掘实践提供了全面支撑。
参考文献
[1] 张松军，徐向鹏.煤矿切眼大断面掘进一次成巷支护技术实践[J].中国煤炭工业，2016，（06）：58-60.
[2] 李中超，田奇伟.大断面切眼一次成巷联合支护技术的应用[J].中州煤炭，2015，（11）：78-81.
[3] 马良慧，王建军.新窑煤矿大断面开切眼一次成巷技术[J].煤，2013，22（08）：28-30.
[4] 崔树彬，王伟，孙孝林等.机掘切眼一次成巷工艺研究[J].科技信息，2012，（19）：435+443.
[5] 杨祝余.深部开采膨胀型泥岩顶板大断面切眼一次成巷技术[J].能源技术与管理，2016，（01）：33-34.
