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342020 年第 4 期 2401 皮带顺槽大断面煤巷掘进施工工艺 陈建勇 （山西宏宇诚铸建设工程有限公司，山西 朔州 038300） 摘 要 为了提高马道头煤业 2401 皮带顺槽掘进速度，巷道掘进采用 EBZ-200 综掘机，煤岩石运输采用 DSJ800 皮带输 送机，人员以及材料运输采用 WC20R（A）、WC3J 无轨胶轮车，并提出顶板强支护方案。结果表明，采用巷道掘进以及 支护方案后每月进尺量稳定在 480m 左右，实现了厚煤层大断面巷道快速掘进，应用效果显著。 关键词 厚煤层 大断面 巷道 掘进 中图分类号 TD263.3；TD353 文献标识码 B doi10.3969/j.issn.1005-2801.2020.04.013 Construction Technology of 2401 Belt Driving along Large Section Coal Roadway Chen Jian-yong （Shanxi Hongyu Chengzhu Construction Engineering Co., Ltd., Shanxi Shuozhou 038300） Abstract In order to improve the driving speed of 2401 belt crossheading in Madaotou Coal Industry, EBZ- 200 comprehensive digging machine is used for the tunnel driving, DSJ800 belt conveyor is used for the coal and rock transportation, WC20R A and WC3J trackless rubber wheel car are used for the personnel and material transportation, and the roof strong support scheme is put forward. The results show that the monthly footage is stable at about 480m after the tunnel excavation and support scheme is adopted, and the rapid excavation of large section tunnel in thick coal seam is realized with remarkable application effect. Key words thick coal seam large section roadway tunneling 收稿日期 2019-11-07 作者简介 陈建勇（1991-），男，山西大同人，毕业于湖南科技 大学采矿工程专业，本科，助理工程师，从事井巷掘进施工工作。 马道头煤业属于千万吨矿井，矿井每年新掘进 巷道 2 万米左右。由于开采的煤层厚，巷道掘进断 面大，存在掘进效率低下、采掘接替矛盾突出、作 业人员进入到作业面耗时长等问题，影响工作效率 [1]。 如何在矿井现有设备条件下提升巷道掘进效率， 是矿井生产过程中急需解决的问题。根据矿井实际 情况，提出采用机械化措施提升矿井掘进效率，针 对厚煤层围岩控制困难问题，提出强顶板支护措施， 现场应用效果显著。 1 工程概述 北四盘区 2401 皮带顺槽主要用于 8401 采面 运输、行人等，设计长度 1238.62m，沿 3-5煤层 底板掘进。3-5煤层全厚度 18.4821.35m，均值 20.15m，含 1-7 层炭质泥岩夹矸，结构复杂。3-5 煤层瓦斯含量低，煤层为自燃煤层，煤尘具有爆炸 性。巷道位置关系如图 1 所示。 图 1 掘进巷道位置关系 根据钻探资料， 2401皮带顺槽掘进范围内的3-5 号煤层赋存稳定，位于一单斜构造（倾向 287， 走向 17），煤层倾角在 3左右，煤层底板从巷 道开口处开始逐渐下降。依据地震勘探资料，2401 皮带顺槽掘进范围内构造简单，在巷道掘进前方存 在 DFN75 逆断层（H05m），在该断层影响下， 附近煤层、岩层破碎，给巷道掘进及支护带来一定 影响。 2 巷道掘进施工工艺 2.1 掘进工艺 2401 皮带顺槽掘进采用综掘方式，煤矸石采用 352020 年第 4 期 带式输送机运送。掘进工艺流程为掘进前安全检 查→综掘机割煤→煤、矸石装运→安全检查→掘进 面临时支护→永久支护→带式输送机延伸。 2.2 掘进方式 掘进机（EBZ-200）从迎头左下角开始，进到 截割头钻进煤层 1m 后，掘进机铲板下方与巷道底 板密贴作为前支承点，将掘进机后支撑部下方与底 板贴合作为后支撑点。按照预先设计的截割顺序， 对掘机面煤岩层进行截割，形成矩形断面。在对上 部悬露顶板进行临时支护后，再次启动掘进机从迎 头左下角进刀，进尺量为 1m，铲板以及后支撑部 依次下放作为综掘机支撑点，按照设计顺序完成对 掘进迎头下部煤岩体截割。在对迎头下部煤岩体截 割时，巷帮位置垂直切割，底板水平切割，直至与 仰头上部平直。依次循环完成对巷道迎头煤岩体截 割 [2-4]。 2.3 装载与运输 煤、岩石装载和运输通过转载机与带式输送机 相结合方式，材料、设备等运输使用无轨胶轮车运 输 [5-7]。输送方式如表 1 所示。 （1）运煤（岩）路线 前期ZL16EFB 防爆装载机装煤（岩）→北四 盘区皮带巷 300m 固定皮带→北四盘区一联巷涡轮 皮带→北四盘区辅运巷 DSJ 1000 皮带→主斜井强力 皮带→地面。 后期EBZ-200 综掘机系统→北四区盘 2401 皮带顺槽 DSJ 800 皮带→北四皮带巷 DSJ 1000 皮带 →主斜井强力皮带→地面。 表 1 装载、运输设备及运输方式 名称型号数量位置 固定 方式 运输 方式 运输 距离 备注 皮带机DSJ8001 部 北四 皮带巷 锚固综合300m- 涡轮皮 带机 120 型1 部 北四盘区 一联巷 锚固临时60m- 皮带机DSJ8001 部 2401 皮 带顺槽 锚固综合 1000m- 防爆装 载机 ZL16EFB 2 辆机动-临时- 施工系 统巷使 用 无轨胶 轮车 WC20R （A） 1 辆机动-综合-载人 无轨胶 轮车 WC3J2 辆机动-综合-载物 （2）人员进、出工作面方式及物料运输 ① 人员进、出工作面方式。所有施工人员进、 出工作面统一乘坐 WC20R（A）型无轨胶轮车。 ② 物料运输。物料采用 WC3J 型无轨胶轮车从 地面运输至掘进工作面，具体的运输线路为 前期地面→副斜井井筒 / 下料孔→运输大巷 →北四盘区辅运巷→联巷→盘区皮带运输巷→ 2401 皮带运输顺槽→掘进工作面。 后期地面→副斜井井筒 / 下料孔→运输大巷 →盘区辅助运输巷→辅运联巷→ 2401 皮带运输顺 槽→掘进工作面。 2.4 巷道支护方式 （1）临时支护方式 掘进临时支护采用机载前探梁，控顶距控制在 0.31.2m 间，下两排锚杆滞后工作面不大于 15m， 煤壁破碎时紧跟掘进工作面。喷浆段初喷紧跟工作 面，复喷允许滞后 40m。工作面备用四根滑移前探 梁及相应的枕木和木楔作为备用临时支护。 （2）永久支护 锚 杆 规 格 为 Φ22mm2400mm 螺 纹 钢 锚 杆，顶板及巷帮间排距分别为 800mm900mm、 1000mm900mm， 锚 杆 支 护 采 用 规 格 为 130mm130mm10mm 钢 托 盘， 锚 固 剂 采 用 2 支，型号为 MSK2360 及 MSZ2360。锚杆锚固总 长 1500mm，其中 MSZ2360 锚固剂在锚杆外端、 MSK2360 锚固剂锚固锚杆里端，施加预紧力控制在 220Nm 以上，锚固力不低于 150kN，巷道底部两 排锚杆支护滞后迎头不超过 15m。 锚 索 中 间 组 合 锚 索（ 五 孔） 规 格 为 Ф17.8mm 预应力钢绞线，1L10300mm，25 L8300mm，钢托盘 60060016mm；两侧锚索为 Φ17.88300mm 钢绞线，布置方式为二二，钢托盘 25025016mm，间、排距均为 1800mm。 巷道顶板角锚索为 Ф17.84500mm 钢绞线， 布置方式采用二二方式，间距 5000mm，排距 1800mm，并呈现 60外插角。每根锚索采用 3 支 锚固剂，锚固总长 2.1m，1 支 MSK2360 锚固剂锚 固锚索里端，2 支 MSZ2360 锚固剂锚固锚索外端， 锚索预先施加张紧力控制在 15t 以上，抗拔力在 27t 以上。 金 属 网 顶 部 均 选 用 Φ6mm 的 冷 拔 钢 丝 焊 接 加 工 制 作， 规 格 24001200mm， 网 格 为 100100mm，网片搭接≥ 200mm。帮部采用 8钢 筋制作而成菱形网，网片间搭接长度控制在 200mm 左右，并用 16号铁丝绑扎。 W 钢带顶板选用规格 52002503mm 的 W 型钢带，孔距 900mm，帮部 W 型钢护板规格为 362020 年第 4 期 DZ25-250/100 型单体液压支柱，煤墙侧单体支柱 距掩护架 1m，采空侧单体支柱距煤墙侧单体支柱 0.8m。待抽支架与棚梁之间布置矿用 11定型工字 钢架棚，1 棚 1.5m。出架空间临时支护示意图如图 4 所示。 图 4 出架空间临时支护示意图 4 结语 1309 综采工作面液压支架采用倒回支架回撤技 术方案，回撤通道的支护方式稳定，倒回支架工艺 （上接第 33 页） 4502505mm。 底板硬化及水沟铺设混凝土厚度 100mm，砼 强度等级均为 C30。具体永久支护设计如图 2 所示。 图 2 巷道永久支护设计 3 结语 2401 皮带顺槽掘进采用综掘作业，行人以及材 料运输采用无轨胶轮车，掘进工作面的机械化、自 动化程度高，巷道掘进、煤矸运输、人员工作以及 材料运输效率都得到显著提升。掘进工作面沿 3-5 煤层底板掘进，针对巷道围岩性质提出的巷道围岩 控制方案在确保围岩稳定基础上减少了巷道支护工 作量。采用提出的掘进方案以及围岩控制措施后， 井下作业人员从地面到作业场所耗时从以往 1.2h 缩 短至 45min，巷道月掘进量保持在 480m 左右，保 持了较高的掘进速度。 【参考文献】 ［1］ 冯昊 . 厚煤层大断面煤层大巷围岩控制试验研究 [J]. 煤炭与化工，2019，42（09）22-25. ［2］ 王中财，曲延伦 . 厚煤层大断面煤巷快速掘进与 支护技术研究 [J]. 中国煤炭，2019，45（06） 35-37. ［3］ 闫军伟 . 特厚煤层大断面巷道沿底板快速掘进研 究 [J]. 能源与节能，2019（06）40-42. ［4］ 田忠喜 . 薄煤层大断面半煤岩巷道快速掘进及支 护稳定性分析 [J]. 煤炭技术，2015，34（10） 73-76. ［5］ 金元甲，高升 . 高瓦斯矿井厚煤层大断面巷道快 速掘进技术 [J]. 煤炭工程，2014，46（09）49- 5154. ［6］ 贺华，张晓峰，梅煜 . 坚硬煤层大断面回采巷道 综掘机双巷快速掘进技术[J].科技风， 2012 （12） 125-126. ［7］ 周志利 . 厚煤层大断面巷道围岩稳定与掘锚一体 化研究 [D]. 中国矿业大学（北京），2011. 合理，巷道维修量少，支架回撤作业中安全有序， 整个搬家工期提前 8d 完成。该倒回支架回撤技术 方案的设计是成功的，有效实现了工作面的高效安 全回收，为企业创造了较好的安全经济效益。 【参考书目】 ［1］ 卢国岗 . 综放工作面大坡度快速回撤技术的研究 与应用 [J]. 能源与环保，2019（08）173-175. ［2］ 曹峰 .15101 综放工作面设备回撤技术方案探讨 [J]. 能源与节能，2019（08）101-102. ［3］ 王松 . 综采工作面液压支架快速回撤工艺研究 [J]. 能源技术与管理，2019，44（04）59-61. ［4］ 李志杰 . 近距离煤层综采工作面倒回支架回撤技 术 [J]. 煤炭工程，2019，51（07）72-75. ［5］ 刘海波 . 综采工作面回撤通道矿压显现异常及应对 措施 [J]. 中国矿山工程，2014，43（02）46-48. ［6］ 田少波 . 朱家店矿 101 综放工作面瓦斯综合抽采 技术研究 [D]. 辽宁工程技术大学，2016.