掘锚交叉综掘工艺工业性试验研究.pdf

第 4 2卷 第 9 期 2 0 1 6年 9月 工矿 自 动化 I nd us t r y a nd M i n e Aut o ma t i on VoI ． 4 2 No ． 9 Se p ． 2 0 1 6 文章 编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 6 0 9 0 0 4 3 0 5 DO I 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 1 x ． 2 0 1 6 ． 0 9 ． 0 1 0 王晨升 ， 苏芳． 掘锚交叉综掘工艺工业性试验研究E J ] ． 工矿 自动化， 2 0 1 6 ， 4 2 9 4 3 4 7 ． 掘锚交叉综掘工艺工业性试验研究 王晨 升 ， 苏芳 大 同大学 煤炭工程学院，山西 大同0 3 7 0 0 3 摘 要 针 对传 统巷 道掘 进 工 艺存 在掘 进 快 、 支护慢 的难题 ， 塔 山煤 矿 引进 了锚杆 钻车 ， 开发 了掘锚 交 叉综 掘工艺， 并对其进行 了工业性试验研 究。通过对工艺实施过程相 关参数进行监测 ， 得 出结论 巷道开挖 支护 6 0 d后 ， 左右 围岩 日收敛 速率 小 于 0 ． 1 mm／ d ， 说 明巷 道收 敛 已经趋 于稳 定 ， 最大锚杆 受力为2 0 6 k N， 最 大锚 索受力为 3 0 5 k N， 均在安全范围， 锚 固力大为提高， 离层得到有效控制。该工艺实现 了减员 1 0 ， 支护效率 提 高 4 1 ， 掘进 工效提 高 3 3 ． 3 ， 可 以推广 应 用 。 关键 词 掘锚 交叉 ；综掘 工 艺 ；锚杆 钻 车 ；支护 ； 矿 压观 测 中图分类号 T D2 6 3 文献标志码 A 网络出版时间 2 0 1 6 0 9 0 2 1 0 1 3 网络 出版 地 址 h t t p ／ ／ www． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． TP ． 2 0 1 6 0 9 0 2 ． 1 O 1 3 ． 0 1 0 ． h t ml St ud y o n i nd us t r i a l t e s t o f f u l l y me c ha ni z e d f a s t e x c a v a t i o n t e c h no l o g y o f a l t e r n a t i ng wi t h a d v a nc i n g or bo l t i ng W ANG Che n s h e ng． SU Fa n g S c h o o l o f C o a l En g i n e e r i n g ，Da t o n g Un i v e r s i t y ，Da t o n g 0 3 7 0 0 3 ，Ch i n a Ab s t r a c t I n v i e w o f p r o b l e ms o f f a s t e x c a v a t i o n a n d s l o w s u p p o r t i n g i n t r a d i t i o n a l r o a d wa y e x c a v a t i o n t e c h n o l o g y，a n c h o r d r i l l r i g wa s i n t r o d u c e d i n Ta s h a n Co a l M i n e ， f u l l y me c h a n i z e d f a s t e x c a v a t i o n t e c h no l og y of al t e r na t i ng wi t h a d va nc i ng or bo l t i n g wa s d e ve l o p e d， a n d i n du s t r i a l t e s t o f t he t e c h no l o gy wa s s t u di e d．Th r ou gh mo ni t o r i ng r e l a t e d pa r a m e t e r s i n t e c hni qu e i mpl e m e nt a t i o n pr o c e s s ，t he f o l l o wi ng c o n c l u s i o n s wa s o b t a i n e d c o n v e r g e n c e r a t e o f a r o u n d s u r r o u n d i n g r o c k i s l e s s t h a n 0 ．1 mm／ d a f t e r r o a d wa y e xc a v a t i on s u pp or t 6 0 d， e x pl a i ns t h a t r o a dwa y c on ve r ge nc e i s s t a b i l e， t he ma x i m u m r o c k b o l t s t r e s s i s 2 0 6 kN ，a n c h or c a b l e f o r c e i s 30 5 kN ，a l l a r e i n t he r a ng e of s e c ur i t y．The c on c l u s i on s h ows t ha t t h e t e c h n o l o g y c a n g r e a t l y i mp r o v e a n c h o r i n g f o r c e a n d c o n t r o l a b s c i s s i o n l a y e r ．Th e t e c h n o l o g y a c h i e v e s 1 O a t t r i t i o n，i mp r o v e 4 1 ％ s u p p o r t e f f i c i e n c y a n d 3 3． 3 o, 4 d r i v a g e e f f i c i e n c y ，wh i c h c a n b e p o p u l a r i z e d a n d a p p l i e d． Ke y wo r d s a l t e r na t i ng wi t h a d v a nc i ng o r bo l t i n g；f ul l y m e c h a ni z e d f a s t e x c a v a t i o n t e c h no l o gy；a nc ho r d r i l l r i g；s up po r t；mi ne pr e s s u r e ob s e r v a t i on 0 引 言 中国大部 分 煤矿 以井 工开 采 为主 ， 掘进 、 支护 工 程量 较 大 ， 巷 道 开拓 主要 采 用 综 合 机 械 化 掘进 机 与 手持式单体锚杆钻机相配套 ， 施工速度缓慢 ， 存在掘 进快 、 支护慢的问题 ， 采掘接续紧张 。因此 ， 实现 锚 杆 支护 的快 速 施 工 是 提 高 煤 矿 成 巷 速 度 的 有 效 措 施 ] 。 塔 山煤矿是一个千万吨级矿井 ， 为尽快投产带 来效益， 综采采区先投人生产 ， 而盘区准备的回采巷 道的掘进一直难 以跟上， 造成了采掘难 以正常接替、 通风路线长 、 巷道维护成本高等问题[ 7 ] 。为此 ， 必须 收稿 日期 2 0 1 6 0 3 2 4 ； 修 回日期 2 0 1 6 0 5 1 8 ； 责任编辑 张强 。 基金项 目 同煤集团项 目基金资助项 目 HTGJ Z B -T M1 5 0 5 1 0 。 作者简介 王晨 升 1 9 8 5 一 ， 男 ， 山西大同人 ， 讲师 ， 硕士 ， 现主要从事 矿山机械方 面的研究工作 ，E - ma i l 1 5 8 3 5 2 1 8 9 6 1 1 6 3 ． t o m。 4 4 工矿 自动 化 2 0 1 6年 第 4 2卷 加快 接替 工作 面 回采 巷 道 的掘 进 速度 ， 而 掘进 速 度 又在 很 大程度 受 支护速 度 限制 ， 所 以 ， 提 出掘进 与锚 杆 锚 索 支护 交 叉 作业 的掘锚 交 叉 综 掘工 艺 n ] ， 这样 掘 进机 与锚 杆钻 车在 掘进 工作 面快 速交叉 掘进 与支 护 ， 可 以达 到 较 高 的 掘 进 速 度 和 较 好 的 支 护 效 果 。 为 了研 究该 掘锚 交 叉综 掘 工艺 的应 用 效 果 ， 在 塔 山 煤矿 2 1 0 8掘进工作面进行了工业性试验 。 1试 验巷 道的 地质 条件 为确 保 工业 性 试 验 的成 功 ， 成 立 了井下 试 验 小 组 ， 负 责试 验 的记 录工作 ， 将钻 车整 机通 过 副平硐 运 入 2 1 0 8掘进工作面， 然后开始组织试验 。 2 1 0 8掘进工 作 面煤层 结 构复 杂 ， 为 块 状及 碎 块 状 ， 由暗煤 及 亮 煤 组成 ， 半 亮 型 ， 玻 璃 光泽 。利用 厚 度 为 1 O ． 8 5 ～ 1 5 ． 0 5 m， 平 均 厚 度 为 1 2 ． 7 2 m， 煤 层 倾 角 为 3 -- 5。 。煤 层 中含有 6 ～8层夹 矸 ， 夹矸 厚 度 为 1 ． O 5 ～2 ． 7 m， 平 均厚 度 为 1 ． 9 6 m， 夹 矸 单 层 厚 度为 0 ． 0 1 ～0 ． 5 5 m。夹矸岩性为灰褐色高岭岩 、 灰 白色高 岭质 泥岩 、 灰 黑 色 炭 质 泥岩 、 灰 色 砂 质 泥 岩 、 泥 岩 ， 局 部夹 有 深灰 色 粉 砂 岩 。试 验 巷 道 的地 质 条 件 说 明详见 表 1 、 表 2 。 表 1 2 1 o 8 掘进工作 面概况 表 2 2 1 0 8掘进工作面掘进地质条件 参数 数值 涌水量 瓦斯 煤尘 煤的 自燃 发火期 地 温 最 大 0 ． 0 7 m。 ／ mi n ， 正常 0 ． 0 3 4 m。 ／ mi n 相 对瓦斯 涌出量 为 1 ． 6 6 m。 ／ t ， 绝 对瓦斯 涌 出 量为7 8 ． 6 m。 ／ mi n 具有爆炸危 险性 ， 爆炸指数为 3 7 自燃发火期 为 6 8 d 无高温热害区， 地温梯度为 2 ． 4 1。 C ／ 1 0 0 m 2掘锚 交 叉综掘 工 艺工业 性试 验 2 ． 1 掘 锚 交 叉综掘 工 艺作 业过 程 掘 锚交叉 综 掘工 艺作业 过程 如 图 1 所 示 。 具 体施 工工 艺 掘 进 机完 成 一 次 割 煤 循环 作 业 后 ， 后退 8 m 贴 帮 停 放 ， 锚 杆 钻 车 行 驶 到 掘 进 工 作 面 ， 锚杆 钻 车司机 打 开钻臂 ， 支 护工 在操作 平 台上将 钢 带 和金属 网铺 设 在 支架 上 ， 再用 前 探 顶 起 护 网并 支撑顶板 ， 钻臂操作工调整钻臂角度 ， 按“ 一掘两支” a 掘进机一 lr 作示意 b 锚杆钻车打顶帮示 意 1 2 3 4 5 6 c 锚 杆 钻 车 打侧 帮不 惹 l 一护 网； 2 一掘进机 ； 3 一桥式转载机； 4 一锚杆 ； 5 一锚索 ； 6 一带式输送机 ； 7 一锚 杆钻车 图 1 掘锚交叉综掘工艺作业 过程 支护方式从顶到帮依次钻孔和进行支护作业 ， 每个 支护 排距 为 0 ． 9 m， 完成 1 ． 8 m 支 护循 环后 ， 降下前 探 ， 收 回钻 臂 ， 退 出工作 面l 8 ] 。 2 ． 2巷 道矿 压 效果测试 通 过测 试 巷 道 围岩 位 移 和锚 杆 受 力 ， 可 比较 全 面地 了解 采 用 锚 杆 钻 车 进 行 锚 杆 支 护后 的 工 作 状 态 。根 据 围岩变 形 特征 ， 对 锚 杆 钻 车 钻 臂 的扭 矩 进 行及时调整 ， 从而使巷道趋于稳定安全状态。 2 ． 2 ． 1 围岩表 面位移 测试 结果 观 测 方法 采 用 巷 道 断 面 十字 交叉 法 观 测 巷道 表 面位 移 ， 如图 2所示 ， 分 别测量 同一断 面上 巷道两 帮位移 量及 顶底 板位 移量 。 图 2顶 底 板 、 两 帮位 移量 测 点 布 置 方 法 测点 布置 在巷 道两 帮钉 木楔 布点 ， 测点 距底 板 1 m， 顶板 岩石 无法 钉木 楔 时采用 油漆 喷点 。 首先 在 巷 道工 作 面 处设 置 一 排 测点 ， 向巷 道 后 方间隔 1 5 m设 置一排测点 ， 以后 随巷 道的掘进每 隔 1 5 m 设 置一排 测点 ， 每 个巷 道 内共设 置 4组 观测 点。2 1 0 8 掘进 巷道共 布置 4个测 站 ， 测站 布置如 2 0 1 6年 第 9期 王晨 升等 掘锚 交叉综掘 工 艺工 业性试 验研 究 4 5 图 3 所 示 。 1 号 测 站 布置 在 距 掘 进 工 作 面 1 0 m 处 已掘巷道 ， 2号测站布置在掘进工作面处 ， 随着巷 道 不断 向前 推进 ， 每 隔 1 5 m 布置 一处 测站 。 图 3 测 站 布 置 连续对各测点进行了 9 0 d的监测 ， 各测站处巷 道顶底板和两帮位移量测试结果如图 4所示 。 口 20 0 1 5 0 嘲 1 0 0 登5 0 0 1 5 3 0 45 6 0 7 5 9 0 时间／ d a 1号测 站的顶底板 与两帮位移 量测试结果 2 0 0 15 0 咖 1 0 0 登s o 0 l 5 3 0 4 5 6 0 7 5 9 0 时间／ d b 2号测 站的顶底板与两帮位移 量测试 结果 2 0 0 l 1 6 0 s 2 。 0 趟4 0 0 1 5 3 0 4 5 6 0 7 5 9 0 时间／ d c 3号 测 站 的顶 底 板 与 两 帮 位 移 量 测 试 结 果 2 0 0 i 1 6 0 蠹 2 。0 4 0 0 1 5 3 O 4 5 6 0 7 5 9 0 时间／ d d 4号 测 站 的琐 底 板 与 两帮 位 移 量 测 试 结 果 图 4 各测站 处巷道顶底板与两帮位移量测试结果 由图 4可 以看 出 ， 在 采 用 锚 杆 钻 车 进行 锚 杆 锚 索永久支护后 ， 在 9 0 d观测期 内， 巷道顶底板最大 位 移量 为 1 6 1 ． 3 mm， 出 现在 4号 测 站 处 ； 两 帮最 大 位 移量 1 7 2 ． 4 mm， 出现 在 1号 测 站处 。巷 道 开 挖 支护后 6 0 d左右围岩变形趋于稳定 ， 围岩总体收敛 量不 大 。后 期 的 日 收 敛 速 率 顶 底 板 平 均 为 0 ． 0 8 mm／ d ， 两 帮 平 均 为 0 ． 0 9 mm／ d ， 说 明巷 道 收 敛已经趋于稳定 ， 锚杆钻车支护的稳定性 与安全性 得 到保证 。 2 ． 2 ． 2 巷道 顶板 离层 测试 结果 采用 WY卜一 1型 多点 位 移 计 监测 巷 道 顶 板 离 层 。 巷道 围岩 深部 基 点 位移 测 试 结果 如 图 5所 示 。 从 图 5可 以看 出， 顶板 1 m 测点 的最大位 移量 为 4 9 ． 3 mm， 3 m 测 点 的最 大 位移 量 为 3 7 ． 2 mm， 5 m 测点 的最 大 位 移 量 为 2 4 ． 6 mm。顶 板 所 形 成 的锚 固体 梁 1 m 深 处 的位移 为 4 8 mm， 3 m 深处 的位 移 为 3 8 mm， 5 m 深处 的位 移为 2 4 mm， 在 锚 固系统所 允 许 的范 围之 内 ， 锚 固体 是稳定 的。 由此 可见 ， 锚杆 锚固范围内的顶板离层值小于锚杆锚固范围外的顶 板 离层 值 ， 锚杆 支 护 效果 良好 。测 站 布 置 范 围 内顶 板整体下沉量不大 ， 离层值均小 于矿方要求的指标 设 计值 ， 巷 道层 位 的选 择 和支护 参数 满足要 求 ， 而且 锚杆钻车支护顶板预紧力得 到了保证 ， 离层得 到有 效 控制 。 图 5巷 遭 围 岩 深 部 基 点 位 移 测 试 结 果 2 ． 2 ． 3 锚杆 受力 监测 结果 锚 杆受 力采 用 MC S 一4 0 0型锚 杆 测力 计 测 量 ， 测 量量程 为 0 ～ 4 0 0 k N 允许 过 载 2 5 ， 测量 误 差 为 4 ． 0 9 ／ 6 F ． S ． ， 工作 电压 为 D C 3 ． 6 V。与 锚 杆 一 起安设 ， 反映锚杆在不 同时期的受力情况。其安 设位置在相应 的测站 附近 ， 观测频率同表 面位移观 测。帮锚杆、 顶板锚杆和顶板锚索分别安置锚杆液 压枕 来监 测锚 杆 、 锚 索 受力 状 况 ， 共 安 设 6套 ， 安装 锚杆 、 锚索要施加一定 的预紧力 。锚杆受力观测是 巷道 矿压 观测 的重 要 内容 ， 通 过 观 测锚 杆 轴 向力 大 小， 可全面地了解锚杆工作状况 ， 判断锚杆是否发生 屈服和断裂 ， 评价巷道围岩的稳定性与安全性 。锚 杆 索 受力随时问变化曲线如图 6所示 。 互 ＼ 似 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 O 9 0 1 0 0 巷道掘进天数／ d 图 6 锚杆 索 受力 随时 间变化 曲线 从 图 6可 以看 出 ， 锚 杆 受力 在 掘 进 工作 面后 方 4 6 工矿 自动化 2 O 1 6年 第 4 2卷 3 0 m左 右 范 围 内 增 加 最 快 ， 然 后 增 加 趋 缓 ， 最 大 2 0 6 k N； 锚索 受力 与锚 杆类似 ， 最 大为 3 0 5 k N， 均 在 安全 范 围之 内 。锚杆 受力 只代 表巷 道表 面锚杆 支 护 的托 锚力 ， 随着 时 间 的延 长 ， 锚 杆 托 锚 力 逐 渐增 加 ， 但速率较小， 为 0 ． 4 k N／ d 。从锚杆受力来看 ， 托锚 力的大小与围岩变形并不十分一致 ， 表 明巷道变形 稳定 后有 蠕变倾 向 。 2 ． 3 巷 道掘 进效 果测 试 掘锚 交叉 作业 方式 指掘 进机后 配套 锚杆 钻车 支 护 的作业 线施 工方 式 。传 统综 掘作 业方 式指 掘进 机 与单体锚杆钻机配套作业线施工方式。 2 ． 3 ． 1 掘锚交叉作业与传统作业工序 内容 掘锚 交 叉作 业 的 主要 工 序 交 接 班 、 安 检 、 施 工 准 备一 综 掘 机 割 煤 、 出 煤 一 掘 进 机 后 退 一 钻 车 开 进 一 临时支 护一 支护 顶锚杆 和锚 索一铺 帮 网支 护帮 锚 杆一 钻车 收臂 退 出一掘 进机 开进一 进行 新一 轮循 环 掘进 和支 护 。 传统综掘作业的主要工序 交接班 、 安检 、 施工 准备 一 综 掘 机 割 煤 、 出煤 一 掘 进 机 后 撤 一 敲 帮 问 顶一上前探梁一铺顶网、 加固前探梁临时支护一搬 进 锚杆 钻机 一接 风水 管线一 打 顶部锚 杆孔 并安 装锚 杆 一 打侧 帮锚杆 孔并 安装 锚杆一 打锚 索孔 并安 装锚 索一搬出锚杆钻机一掘进机开进一进行新一轮循环 掘进 。 2 ． 3 ． 2 2种作 业 方式施 工效 果对 比 1 用工对比。掘锚交叉作业方式与传统综掘 作业 方式 用工 对 比见 表 3 。 表 3掘锚 交叉 作业 方式与传 统综 掘作 业方式用工对 比 人 掘锚交叉作业方式 传统综掘作业方式 支护T 其他 合计 支护工 其他 合计 从表 3 可看出， 采用传统综掘作业方式 ， 掘进 队 一 天需 要 6 0人 ， 而采 用 掘 锚 交 叉作 业 方 式 ， 掘 进 队 一 天 只需 要 5 4人 ， 每天 少用 工 6人 ， 减 员 1 0 。 2 工 效 对 比。在 掘 进 断 面 、 净 断面 和 煤 硬 度 相同的条件下 ， 掘锚交叉作业方式与传统综 掘作业 方 式 工效对 比见 表 4 。 采用 掘锚 交叉 作业 方式 时 ， 锚 杆钻 车在 2 1 0 8工 作 面使用 期 间 ， 支护 一根 2 ． 5 m 锚 杆用 时 3 mi n ， 支 护一 根 8 ． 3 m 锚 索用 时 1 0 mi n ， 完 成 2排 支护 用 时 7 5 mi n ， 比传 统综 掘作业 方式 节省 4 0 mi n ， 在 工人 操 作 不熟练 的情 况下 完成 进尺 5 4 0 r n ， 与该 队 5 2 0 8工 作 面平均 进尺 3 7 8 m 相 比 ， 效 率 提高 4 2 ． 8 。 表 4 掘锚交叉作业方式与传统综掘作业方式工效对 比 由表 4可知 ， 采 用传统 综 掘作业 方式 ， 掘进 队掘 进 工效 为 0 ． 2 1 m／ T ， 而采用 掘锚 交 叉作 业 方式 ， 掘 进 队的掘进 工效 为 0 ． 3 1 m／ 工 ， 掘进 工 效提 高 了 3 3 ． 3 。 3 安全 性 对 比 。使 用 传 统 单 臂 锚 杆 钻 机 ， 开 始支护和铺 网时人员都在空顶下作业 ， 很容易发生 顶板伤人事故 ， 而锚杆钻车操作人员站在钻车平台 上 ， 利用钻 车超 前支 架将 网和 钢带托 起 ， 支护 时操 作 人员 在上一 循环 永 久 支 护下 作 业 ， 彻 底 杜 绝 了 空顶 作业 。 使用传统单臂锚杆钻机时， 工作面人员集 中， 巷 道 帮支护 只能滞 后 ， 片 帮增 大 ， 巷 道 成 型 差 ， 工 人 面 对煤 壁作 业 随 时会 发 生 危 险 。使 用 锚 杆 钻 车 支 护 时 ， 工作 面人员 少 ， 能够 实现帮 锚杆 及时 支护 到工 作 面 ， 并且工 人 在 远 离 煤 壁 1 ． 5 m 的位 置 ， 通 过 操 作 锚 杆 车 手 臂 完 成 ， 杜 绝 了 片 帮 伤 人 ， 保 证 了 巷 道 成 型 。 单 臂锚 杆 钻 机扭 矩 小 ， 锚 杆 紧 固力 一次 不 能 达 到设 计 的 2 0 0 N m， 工 作 面 空 问 狭 小 ， 往 往 在 下 一 个 循环 作业 时再 由人 工二次 紧 固 。使 用锚 杆钻 车 后 ， 通过 调整 液压参 数设 定压 力 ， 能一次 达 到设计 预 紧力 ， 2种 支护 手段 工程质 量对 比见 表 5 。 表 5 2种 支 护手 段 工 程 质 量对 比 支护 手 段 锚杆施 质量 锚索施工质量 平均角 平均锚 固 平均预紧平均外 平均角 平均外 度／ 。 力 ／ k N力 ／ N m露／ mm 度／ 。 露／ mm 塔 山煤矿由于煤质疏松、 结构复杂、 成帮部成型 差， 帮锚杆安装完全依靠人工操作 ， 钢护板与煤壁不 2 0 1 6年 第 9期 王晨 升 等 掘锚 交叉综掘 工 艺工业性 试验研 究 4 7 能紧密贴合 ， 造成在锚杆紧固时锚杆螺扣外露长， 甚 至无扣 ， 既 不符 合标 准 ， 又达 不 到预 紧要 求 ， 而 锚杆 钻车钻孔 、 安装锚杆 ， 紧固、 卸 帽、 预紧完全依靠设备 完成 ， 通过钻臂液压油缸使钢护板紧贴煤壁 ， 彻底解 决 了锚杆外露长和预 紧力不够的弊端， 同时有 效地 控制 了钻 孔深 度 和锚 杆 的排 间 距 ， 从 而 提 高 了安 装 质量 。 单 臂 锚杆 钻机 对锚 杆初 次 预紧完 全是 通过 人 与 钻 机 反作 用力 完 成 ， 操 作 时 钻 柄极 易 伤人 。锚 杆钻 车在使用中 ， 只需操作液压阀， 安全 、 简单 、 快捷 。单 臂 锚杆 钻 机在 使用 过程 中 ， 工 人 来 回抬钻 ， 劳 动负 荷 极大 ， 顶部 的钢梁 固定、 金属 网铺 设、 锚杆的预紧都 大大增加了劳动强度 。上述工序在锚杆钻车使用 中 则 不存 在 ， 钢带 固定 、 金 属 网铺设 都 由钻 车 的前 探 支 护完成 。 4 开机 率对 比。利 用锚 杆钻 车 支 护掘 进 机退 后 ， 可 以保证机组检修时间 ， 保证了机组完好 ， 大大 提高 了开 机率 。 5 管理方 式对 比。采用传 统综掘作 业方式 时 ， 掘 进机 每割 1刀 便 要 退 出 ， 然 后 搬 进锚 杆 钻 机 ， 开始永久支护 。这种作业方式的主要弊端是掘进机 频繁地开进退出， 锚杆钻机依靠人工频繁搬动 ， 由于 工序频繁转换 ， 管理难度和工人劳动强度大， 工时利 用率低 ， 空 顶 时 间较 长 ， 对安 全 十分不 利 。而采 用 掘 锚 交叉 作 业方 式就 克 服 了上 述 缺 陷 ， 锚 杆 钻 车 临 时 支护装置能够有效实现对掘进工作面前方空顶破碎 区 的及 时 支护 ， 同时仅需 2人 就可 以操作 钻 车 ， 2个 钻臂 同时 钻锚 杆锚 索 眼 ， 避 免 了工序 的频 繁交 接 ， 管 理简单 ， 减小 了空顶时间 ， 对顶板 的合 理维护 十分 有 利 。 3 结语 针对传统巷道掘进工艺存在掘进快、 支护慢的 难 题 ， 塔 山煤矿 引进 了锚 杆钻 车 ， 开发 了掘 锚交 叉综 掘工艺。通过对锚杆钻车支护过的巷道进行矿压观 测可得知， 在采用锚杆钻车进行锚杆锚索永久支护 后 ， 在 观 测 期 内 ， 巷 道 顶 底 板 最 大 位 移 量 为 1 6 1 ． 3 mm， 两 帮最 大 位 移量 为 1 7 2 ． 4 mm。巷 道 开 挖支 护后 6 0 d左 右 ， 围岩 变 形 趋 于 稳 定 ， 日收 敛 速 率 小于0 ． 1 mm／ d ， 说 明巷 道 收 敛 已经 趋 于稳 定 ， 锚 杆钻车支护的稳定性与安全性得到保证。顶板整体 下沉量不大 ， 离层值均小于矿方要求的指标设计值 ， 锚杆 钻 车支 护顶板 预 紧力 得 到 了保 证 ， 锚 固力 大 为 提 高 ， 离 层得 到有 效控 制 。 相 对 于传 统 巷 道掘 进 工 艺 ， 掘锚 交 叉综 掘 工 艺 在安 全 、 效率 、 作业 环境 方 面都有很 多 优点 。在顶板 情况不太理想的塔山煤矿 ， 巷道掘进作业过程 中减 员 1 O ， 支护 效率 提高 了 4 1 ， 掘进 工效 提高 了 3 3 ． 3 9 ／ 6 ， 安全性得到保证， 实现了杜绝空顶、 支护到 位 、 及时预紧 、 操作方便 、 减少隐患、 减人提效、 降低 劳动强度、 改善作业环境、 提高开机率等 目标 。 参考文献 [ 1 ] 苏芳 ， 王晨升 ， 武维 承， 等． 掘锚交 叉综掘工艺应 用及研 究 [ J ] ． 煤 矿开采 ， 2 o 1 4 ， 1 9 6 7 4 7 6 ． [ 2 ] 王金华 ． 全煤巷 道锚杆锚 索联合 支护机理 与效果 分析 [ J ] ． 煤炭 学报 ， 2 o 1 2 ， 3 7 1 1 - 7 ． [ 3 ] 王虹． 我国综合机械化掘进技术发展 4 0 a [ J ] ． 煤炭学 报 ， 2 O l 1 ， 3 5 1 1 1 8 1 6 - 1 8 2 o ． [ 4 ] 赵宏伟． 我 国煤 矿岩巷快 速掘进 技术 现状及展 望 [ J ] ． 煤炭科学 技术 ， 2 o 1 2 ， 4 0 1 5 - 7 ． [ 5 ] 孔建 军 ， 陆幼鲁 ， 卢孟学 ， 等． 综合机械化快速掘 进装备 技术研究 与探 索[ J ] ． 煤炭技术 ， 2 0 0 6 ， 2 5 2 5 0 5 2 ． [ 6 ] 王国法． 煤矿高效 开采工 作面成套 装备技 术创新 与发 展 [ J ] ． 煤 炭科 学技 术 ， 2 O l O ， 3 8 1 6 3 6 8 ． [ 7 ] 牛福 龙． 塔 山矿 松软煤层 中特大硐 室掘进 与支护技 术 [ J ] ． 煤炭科学 技术 ， 2 0 0 8 ， 3 6 1 1 3 1 3 2 ． [ 8 ] 马有财． 塔山矿全 液压锚 杆钻 车的开发 与应用 [ J ] ． 煤 炭 工 程 ， 2 O l 1， 4 3 1 3 1 - 3 2 ．