巷道快速掘进工艺的合理配置

葛 勇

(山东能源新矿集团鄂庄煤矿)

巷道快速掘进工艺的合理配置

葛 勇

(山东能源新矿集团鄂庄煤矿)

通过优化施工作业流程、科学调整工序和支护参数，对巷道揭露岩体结构完整、顶板粉砂岩强度较高、附近无工作面采动影响的巷道，采用“初次支护+后续支护”的工序，增大了平行作业空间，大幅提高了支护速度。

巷道 快速掘进 支护

鄂庄煤矿-530 m水平一采区15层煤11502运输巷位于莱城向斜构造南翼，为该水平115采区第二个工作面准备巷道，其东部11501工作面正在准备阶段。该巷揭露岩体结构完整、顶板粉砂岩强度较高、附近无工作面采动影响，巷道顶板标高-493.9～-473.0 m。该巷全长487 m，巷道开掘后沿15层煤底板破煤层顶板掘进，断面为半圆拱，荒断面面积10.7 m2,净断面面积9.1 m2。为加速巷道掘进，对巷道掘进工艺进行了优化配置。

1 原巷道支护状况

11502运输巷采用“锚网带”联合支护，综掘机掘进。顶板采用全螺纹钢等强锚杆+金属菱形网+W钢带支护，两帮采用全螺纹钢等强锚杆+双向拉伸塑料网+W钢带托板支护。支护断面及锚杆布置如图1所示。

图1 巷道断面与主要支护参数(单位：mm)

锚杆为φ22 mm×2 200 mm的全螺纹钢等强锚杆，杆体屈服强度为335 MPa，每排布置11根锚杆，间距为800，600 mm，排距为1 000 mm；使用2支树脂锚固剂固定，锚固长度不少于700 mm，树脂锚固剂型号MSK28/330，锚杆托盘规格为120 mm×120 mm× 10 mm方形铁托盘，W钢托板长400 mm，宽280 mm，厚度不低于3 mm锚杆锚固力岩石中不小于100 kN，煤层不小于 50 kN；锚杆托盘紧贴岩(煤)面，接触面积不小于70%。W钢带型号：BHW-280-3.00；金属菱形网采用10#以上铁丝编制，网孔尺寸50 mm×50 mm，双向拉伸塑料网，网格尺寸为：50 mm×50 mm。巷道掘进后，采用机载液压支架作为临时支护。

2 巷道快速掘进参数优化

2.1 施工工艺

通过调整初始支护参数和施工工序，降低一次支护密度和工作量，尽量做到多工序平行作业，达到快速掘进。施工流程如下：掘进机扫底进迎头(10 min)→第一循环截割迎头1.2 m(40 min)→铺、连网临时支护(20 min)→支护顶板5根锚杆、帮4根锚杆( 40 min)→掘进机扫底进迎头(10 min)→第二循环截割迎头2.4 m(80 min)→铺、连网临时支护(20 min)→初次支护顶板6根锚杆(30 min)→掘进机扫底进迎头(10 min)→第三循环截割迎头2.4 m(80 min)→铺、连网临时支护(20 min)→初次支护顶板6根锚杆(30 min)→掘进机后退至皮带机尾处(10 min)→集中进行后续支护，顶板8根锚杆、两帮16根锚杆( 80 min)(顶板后续支护多排平行作业，两帮同时由外向里支护)。

2.2 支护参数

根据现场条件，初步确定在顶板围岩结构完整时，单次掘进循环进尺不大于4.0 m;顶板围岩条件变化时，应及时缩小掘进循环进尺。

2.2.1 初次支护

巷道开挖后即铺设顶板钢筋网。

(1)锚杆规格及附件。选用直径22 mm，长度2.4 m的BHRB335左旋无纵筋螺纹钢锚杆，杆尾螺纹为M24×3 mm，螺纹长度150 mm；选用150 mm×150 mm×10 mm的拱形调心托板，并配有调心球垫、尼龙减摩垫圈，承载能力与杆体强度相匹配。

(2)锚固方式。每根锚杆采用2支MSK28/330树脂锚固剂加长锚固，锚固长度不少于700 mm；每根锚杆锚固力岩石中不小于100 kN，煤中不小于50 kN。

(3)锚杆布置。每排打设9根锚杆，锚杆间距为950 mm，排距1 200 mm。锚杆角度(特殊角除外)与径向该点岩面垂直，允许误差不大于15°，间距允许误差0～±100 mm，排距允许误差0～-100 mm。

(4)护表构件。采用高强W钢护板(#型W钢护板)代替原支护中的W钢带，W钢护板(厚×宽×长)为4 mm×280 mm×450 mm。

(5)护网。巷道拱顶采用钢筋网代替原支护中的菱形网，钢筋网直径为6 mm，网孔规格为100 mm×100 mm，网片搭接长度不少于100 mm。一次循环掘进后，拱顶表面必须完成全面铺网和联网，帮部采用原护网形式。

单个循环内可布置4排锚杆，初次支护打设锚杆数量不少于12根，并将锚杆预紧力拧至 400 N·m 后方可进行后续锚杆支护。

2.2.2 后续锚杆支护

后续支护可多排平行作业，实现单个循环内锚杆的平行作业，减少锚杆支护时间。锚杆规格及技术要求与初次锚杆支护要求相同，在开始下个循环掘进作业之前，必须将巷道顶板后续支护锚杆打齐，并按照设计要求完成预紧工作。

2.2.3 加强支护

巷道掘进过程中，根据顶板围岩条件，判断是否进行加强支护。加强支护形式以锚索支护为主。可选用直径17.8 mm、长度6 m的锚索进行局部加强支护。锚索间排距可根据现场条件进行调整，每2～3排锚杆布置1～2根锚索。

11502运输掘进支护见图2。

图2 11502运输巷快速掘进参数优化设计(单位：mm)

2.3 支护材料

为保证快速掘进巷道安全和支护效果，对原支护中的部分支护材料进行了调整：将等强全螺纹锚杆替换为左旋无纵筋螺纹钢锚杆，顶板金属菱形网改为钢筋网，顶板较长的W钢带替换为安装灵活方便、刚度较高的W钢护板。

3 结 语

通过优化施工作业流程、科学调整工序和支护参数，采用“初次支护+后续支护”的工序，增大平行作业空间，降低一次支护密度和工作量，多排锚杆平行作业，实现“一班三循环”作业模式，提高单进水平，每天多进6 m，月进尺达420 m，大幅提高了掘进速度。经矿压观测，到目前为止，巷道顶底板及巷帮完好，实现了巷道快速掘进的目的。

2014-07-04)

葛 勇(1987—)，工程师，271100 山东省莱芜市。