探析松散破碎煤层巷道掘进支护.pdf

2020 年第 6 期2020 年 6 月 在中国经济稳定发展的背景下，各行业对煤炭的 需求量不断增长，而浅部煤矿作业已经日益减少，从 而需要不断增加煤矿回采作业的深度。然而在开采深 度增加的同时面临的困难越来越多，加上受地质环境 的影响，尤其是在对松散破碎煤层进行巷道掘进支护 的过程中，由于巷道会受多种因素的影响而出现失稳 及变形等现象，因此为了避免作业人员的生命安全受 到威胁，需要探讨巷道掘进支护的优化对策，掌握巷 道掘进支护的难点和要点，提高作业的效率和安全性。 1工程概况 本文所研究的辅助巷道位于矿井的北部区域，主 要沿 2 号煤层掘进。若煤层厚度不断降低，需要根据 破底施工使底板呈现水平状态，从而保障工程的顺利 开展。表 1 为该巷道的基本参数。 表 1巷道基本参数表 其中，巷道中部分区域形成复合顶板的形式，而 且厚度主要在 0.5耀1.0 m 之间，再加上顶板岩性属于泥 岩，较容易出现垮落与变形的现象，需要受到相关人 员的重视。因此，需要确保能够客观地分析实际情况， 并制订有针对性的支护方案，这样才能够减少安全隐 患的出现。除此之外，由于当前煤层的深度在不断增 加，而且在实际的探测过程中会受施工巷道压力的影 响，导致巷道出现较为明显的变形现象。因此，对于整 个巷道的掘进施工而言，需要掌握其施工的难点和要 点，而且必须制订完整的决策方案，避免由于某一环节存 在失误而导致巷道变形[1]。图 1 为采区巷道布置示意图。 图 1采区巷道布置示意图 2巷道掘进支护的难点和要点分析 2.1掘进施工 众所周知，十六采区辅助轨道主要使用综掘机，而 且通常采用“一掘一支”的支护方式，每循环进刀 2 次，而且需要将循环进尺的深度控制在 1 600 mm 以 内。然而，据现场实际勘查与施工发现，巷道开口入口 压力较大，而且顶板岩层在施工过程中极其容易出现变 形与垮落的现象，若此时顶板的厚度达到 600 mm，则 综掘机在施工的过程中不仅会出现岩块脱落的情况，而 且一旦无法控制掘进的深度，煤巷顶板则会出现高低不 平的现象，甚至会导致煤巷片帮的情况出现，从而增大 巷道施工的难度。因此在此环节开展施工的过程中，需 要事先掌握施工的方法和要求，确保施工的效率，减少 岩块脱落及垮落的现象，保障施工安全顺利地进行[2]。 收稿日期2020-04-26 作者简介霍日伟，1985年生，男，山西高平人，2015年毕业于东 北大学煤矿开采技术专业，助理工程师。 探析松散破碎煤层巷道掘进支护 霍日伟 （ 山西兰花科技创业股份有限公司望云煤矿分公司，山西 高平 048400 ） 摘要 主要以松散破碎煤层巷道掘进支护为研究对象，根据工程的实际施工情况分析了巷道掘进支护的难点和要点， 并结合自身经验提出了相关意见与改良方案，同时验证了其应用效果。结果表明，通过对巷道掘进支护的改良和优化， 有效实现了对围岩的控制工作，提高了掘进支护的高效性和安全性，为煤矿企业的稳定发展打下良好的基础。 关键词 松散破碎煤层；巷道掘进；临时支护；永久支护 中图分类号 TD353文献标识码 A文章编号 2095-0802-202006-0036-02 Analysis of Roadway Driving Support in Loose and Broken Coal Seams HUO Riwei Wangyun Coal Mine Branch Company, Shanxi Lanhua Sci-tech Venture Co., Ltd., Gaoping 048400, Shanxi, China AbstractTaking the roadway driving support in loose and broken coal seams as the research object, based on the actual construction of the project, this paper analyzed the difficulties and key points of the roadway driving support, and put forward the relevant suggestions and improvement scheme combined with own experience, and verified their application effect. The results show that through the improvement and optimization of roadway driving support, the control of surrounding rock is effectively realized, and the efficiency and safety of driving support are improved, which lays a good foundation for the stable development of coal mining enterprises. Key words loose and broken coal seams; roadway driving; temporary support; permanent support （总第 177 期） 能源研究 巷道开口位 置标高/m 煤层倾 角/毅 煤层倾角 均值/毅 设计长度/m 巷道设计尺 寸/m 断面形状 -65013耀20152564.0伊2.6梯形 十六采区辅助胶带巷 十六采区辅助轨道巷 采区泵房 采区内水仓 采区外水仓 北 36 2020 年第 6 期2020 年 6 月 2.2临时支护 在松散破碎煤层巷道掘进施工的过程中，经常需 要进行临时支护。在临时支护时，主要使用单体液压 支架进行支护，但由于顶板松软破碎在循环割煤后出 现，支护工作极其容易受围岩的影响而出现变化，甚 至还会出现围岩垮落的风险，导致施工作业的安全性 不断降低，威胁施工人员的生命安全。 2.3永久支护 由于巷道顶板泥岩厚度相对较大，极其容易出现 岩层整体脱落的现象。因此在实际开展永久支护作业 的过程中会面临局部脱落的危险，需要得到相关工作 人员的重视，确保能够分析支护巷道的实际情况，进 行有必要的强化支护。 3松散破碎煤层巷道掘进支护对策分析 3.1掘进和临时支护对策分析 在此环节开展掘进支护工作的过程中，需要合理 地选择掘进机，提高煤层顶底板切割的效果。与此同 时，由于松散破碎煤层巷道对施工有一定的要求，因 此在实际开展循环进尺施工的过程中，需要尽可能将 循环进尺减少 800 mm，而且需要在左右两帮各留 200 mm 的厚度，从而避免在切割的过程中影响巷道结 构。随后施工人员需要利用风镐进行成型施工，而且 在临时支护的过程中，为了能够确保跟进施工方案， 还需要优化改良支护技术，确保在综掘机切割的过程 中能够保障各环节的准确性，并根据实际情况适当地 对液压传动手柄进行调控，提高作业的效果。除此之 外，还需要及时为临时支护装置供油，确保其处于优 质的运行状态。同时，在升临时支架时，需要合理控 制手柄调整其高度，保障顶梁架中心线与巷道中心线 重合，并将钢片与网片紧压至巷道顶板。除此之外， 还需要打注顶板锚杆，并将出架降至最低位置。只有 全方面保障前期工作准备充分，才能够继续开展掘进 作业，避免受某环节影响而无法提高掘进效果，影响 施工作业人员的生命安全[3]。 3.2永久支护对策分析 对于松散破碎煤层巷道掘进支护而言，不仅需要 注重施工现场的勘测，还需要事先掌握并分析软岩力 学理论，从而为十六采区辅助轨道巷永久支护提供有 力帮助，确保工程能够顺利开展，为煤矿企业的稳定 发展打下良好的基础。 为了提高对围岩的控制效率，保障围岩的稳定性， 在运用锚杆进行支护的过程中，需要掌握各个环节的 参数，并合理运用一定厚度的挤压加固带。需要注意 的是，在运用挤压加固带的过程中，需确保其厚度大 于 680 mm，从而充分发挥其在关键部位的作用，避免 巷道施工出现变形现象。图 2 为永久支护布设示意图。 其中，需要使用长度为 2 200 mm、直径为 18 mm 的 锚杆进行支护，同时需要配套使用钢带与金属网，以 提高掘进支护效果，而且需要注重对锚杆布设间距的 控制，确保能够采用 3 排锚索梁提高支护的强度[4]。除 此之外，还应该注重“一梁三索”布设方式的应用，并控 制锚索的长度和直径，将布设排间距控制在 1 500 mm伊 1 300 mm。这种布设方式能够为后期施工打下良好的 基础，同时不受松散破碎煤层的影响，确保其强度符 合矿井生产要求，保障各个环节施工人员的生命安全， 避免受多种因素影响而发生安全事故。 单位mm 图 2永久支护布设示意图 4松散破碎煤层巷道掘进支护效果分析 合理地运用短掘短支工艺不仅能够全方面提高巷 道掘进施工的质量，还能够高效改善片帮漏顶现象， 提高巷道结构的稳定性。与此同时，掘进机支护能够 为巷道顶板提供一定的支撑力，有效提升围岩稳定性。 需要注意的是，在巷道中间每隔 50 m 适当地布置矿压 观测装置，实时监测永久支护的效果，从而及时发现 松散破碎煤岩巷道掘进支护存在的问题，并根据实际 情况加以处理，提高支护的合理性和可靠性[5]。 5结语 总而言之，在松散破碎煤层巷道掘进支护的过程 中，由于开采深度在不断增加，而且变形和失稳的现 象较为常见，因此为了能够避免作业人员的生命安全 受到多种因素的影响，需要提高巷道掘进支护的效果， 合理地制订有针对性的掘进支护方案，提高煤矿生产作 业的安全性。同时，矿井生产管理人员需要重视自身的 责任，增强施工人员的安全意识，确保能够结合矿井的 实际情况运用有针对性的坑道掘进支护技术，从而规划 好各项掘进施工的途径和方法，保障施工的安全性。 参考文献 ［1］ 曹飞飞.松散破碎煤层巷道掘进支护分析 ［J］ .能源与节能， 20192 38-39. ［2］ 薛志龙.松软破碎围岩巷道掘进支护技术研究 ［J］ .能源与节 能， 20196 103-104. ［3］ 上官书民， 张青山， 高明仕， 等.松散破碎煤层巷道围岩承载机 理研究与应用 ［J］ .煤矿安全， 2014， 4510 31-34. ［4］ 陈全斌.锚网、 锚索、 喷浆联合支护在松软煤层巷道掘进中的 应用 ［J］ .甘肃科技， 2019， 3516 87-90. ［5］ 杨光宇， 温经林， 李琳， 等.特厚煤层巷道冲击特征及冲击危险 性评价方法研究 ［J］ .中国安全生产科学技术， 2019， 155 92-98. （ 责任编辑刘晓芳 ） 锚索椎18.9 mm伊6 300 mm 高强锚杆 椎18 mm伊2 200 mm 水沟 400 mm伊 400 mm 高强锚杆 椎18 mm伊2 200 mm 125 4 000 4 200 槽钢梁 金属网 M钢带 15毅 15毅 15毅 15毅 15毅 15毅 霍日伟 探析松散破碎煤层巷道掘进支护 37