大埋深高应力巷道让压支护技术研究
董凤宝
摘 要：目前，传统的薄煤层与半煤岩掘进技术，有着掘进速度慢，工人劳动强度大，施工困难的缺点。经过多年的理论计算与实际研究，提出了用 BEZ-240型掘进机进行掘进，经过对山东良庄矿业有限公司15#煤的实验情况分析，该种掘进技术对半煤岩巷道有着很好的适应性，掘进速度快，劳动强度低，施工速度快，巷道成形断面好，取得了非常好的技术经济效益，为半煤岩巷道的掘进提供了一种快速掘进的方法。
关键词：半煤岩；掘进技术；锚网支护技术
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.069
0 引言
山东良庄矿业有限公司设计能力30万吨/年，1954年9月建井，1957年 7月投产，1976年改扩建，1983年建成，设计能力由30万吨，提升至120万吨每年。井田内主要可采煤层为2、4、6、11、13、15#六个可采煤层。随着11层煤储量逐步减少，为确保后组煤正常接续，确保前后组煤正常配采。
1 工程地质情况
15#煤煤层厚度为 1.1m～1.3m，平均煤厚为1.2m，层位稳定，全区可采指数 Km=1，煤层含夹矸 1 层，平均厚度0.2m。15#煤煤层顶板为泥灰岩，平均厚度为0.59m，厚度稳定，其上部粉砂岩。
15#煤煤层底板为深灰色粉砂岩，性脆易碎。5#煤顶底板泥质粉砂岩的抗压强度为 72.4～102.6Mpa。
2 巷道断面与巷道支护
2.1 巷道断面
15#煤回风巷设计断面为 4.1×2.75m（荒宽×荒高），矩形断面，采用锚网支护，锚索加强加固。
2.2 巷道支护材料与锚杆间排距
（1）巷道支护形式的确定：根据新汶矿区煤层巷道围岩分类及合理支护技术选择，参照锚杆支护技术选择表，III类围岩情况：选用锚网带支护，顶板破碎时采用锚索加强支护。
（2）巷道顶帮锚杆的确定：顶板、两帮支护材料选Φ22×2000/2200mm金属全螺纹钢等强锚杆进行支护，顶板选用M-145-5.00-3900mm钢带护顶支护；两帮选用M-145-5.00-2100/2300mm钢带护帮支护。
（3）锚杆托盘：顶帮均采用与锚杆同强度的厚度不低于10mm的钢板制作的两种锚盘，顶板两肩窝、两帮上肩窝及底角锚杆使用偏心锚盘。
（4）巷道顶帮网的确定：①顶板护顶网选用金属菱形网，规格1000×4100mm，网格50×50mm。②巷道两帮采用双抗网，支护规格1300×6000/10000mm，网格50×50mm.
（5）锚杆间排距的确定：①顶板完整时：顶板锚杆间排距900×1000mm，两帮锚杆间排距1000/900×1000mm；②顶板破碎时：顶板锚杆间排距900×800mm，两帮锚杆间排距1000/900×800mm。
3 施工机具
由于15#煤回风巷为半煤岩掘进，掘进巷道需破岩石 1.0～1.2m，所以选用北方重工生产的EBZ-240型综掘机，该机具有破岩过断层能力强，截割振动小，工作稳定性好的特点，最大截割煤（向抗压强岩）单度可达 60Mpa。运煤采用 SJ80 型可伸缩胶带输送机，迎头配备 MQT-120型锚杆机两台，用于打顶锚杆、锚索。配备两台风钻打帮锚杆，采用风动扳手对顶帮锚杆进行二次预紧，使用 SL-30 拉力计涨拉锚索。
4 作业方式及施工工艺选择
巷道为全断面一次成巷；作业方式为掘进与支护平行作业方式；采用EBZ-240综掘机机掘工艺，支护方式为锚网+锚索联合支护。
作业方式为“三八”制作业，早班 4 小时掘进，4 小时检修，中、夜班 8 小时掘进。早班安排大班维修组，对设备进行专门维修，中、夜班安排一名维修工，在打锚杆的时间内利用使用掘进机的空闲时间对掘进机进行维护，发现问题及时处理并及时排除设备故障。
5 掘进中采用的其他的新设备新工艺
（1）及时优化运料系统，加快物料运输，积极推广使用单轨机车配送物料，实现机轨合一，大大提高了运输能力，减轻了劳动强度，为长距离快速掘进奠定了基础。
（2）针对掘进工作面连续出煤时间较短、煤量小的特点，施工简易缓冲煤仓，保证正常循环率。缓冲煤仓一般施工在溜子与皮带转载处，施工时在溜子机尾 15 米范围内按宽 2 米，度坡卧底把机尾溜子卧顺，保证机尾距巷道底板不低于 1 米，在两侧每隔 2 米用方木浇铸一根长 3.5 米 200 平方毫米的方木，方木埋 0.5 米深，上部接住顶板，并使用顶锚杆把上端和顶板固定牢固，每根方木之间用长 2 米，高 0.2 米，厚 0.04 米的木板装裱起来，距底板 1.5 米，以保证储煤空间。煤仓向机头部起坡，到变平前 2 米处逐渐收口与溜子同寬，并在变平后到机头安装挡煤板防止煤外溢。缓冲煤仓建成后，可有效缓解满煤仓对掘进头面的影响，大大降低了满仓对掘进的制约，保证正常循环率，提高巷道掘进进度。
6 生产组织管理
以现有薄煤层掘进工作面为基础，通过对半煤岩巷道掘进的摸索、完善，总结出以下几点：
（1）优化半煤岩巷道规格及要求，结合掘进机适应要求及实际地质、生产条件，机掘巷道合理高度一般控制为2.6米，既满足生产需要、节约材料，又减少割碴底，加快了施工速度。
（2）由于综掘机机身长10.5米，巷道变坡、拐弯时不利于机掘进施工，因此需加大地质探测力度，根据揭露地质条件及时优化巷道布置，尽量保持巷道坡度掘进一致，减少变坡、拐弯等情况。
（3）积极采用合理生产组织，借鉴我矿掘进队伍人员较少，巷道机掘时所涉及到的设备多，往往不能满足两个工作面同时掘进要求的问题，优化战场摆布，积极推广单巷掘进，保持生产相对集中，不仅便于管理，更有利加快掘进速度。
（4）提高职工培训工作，保证职工的高素质、高技术。加快培养优秀的班组长、掘进机司机，使其熟悉掘进机的性能、工艺，科学生产。
（5）加强掘进机维护工作，减少事故率，保证正规循环作业率。endprint
