破碎煤層巷道掘進(jìn)及支護(hù)技術(shù)研究

趙仕朝

【摘 要】某煤礦的煤層巷道屬于破碎型，如果施工中運(yùn)用傳統(tǒng)的掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)很難達(dá)到良好的支護(hù)效果，掘進(jìn)速度與掘進(jìn)的安全性也得不到保障，這種情況下，需要技術(shù)人員結(jié)合具體的破碎煤層巷道進(jìn)行分析，并采用短掘短支護(hù)技術(shù)開展超前支護(hù)，同時(shí)，對(duì)支護(hù)的架構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和完善，實(shí)時(shí)的進(jìn)行巷道頂板的壓力監(jiān)測(cè)，以此證明改進(jìn)支護(hù)后的支護(hù)效果良好，滿足掘進(jìn)支護(hù)的工程要求，方便后續(xù)破碎煤層巷道的掘進(jìn)與支護(hù)工作的順利開展。

【關(guān)鍵詞】破碎煤層;巷道掘進(jìn);支護(hù)技術(shù)

前言：

近些年來，我國(guó)煤礦開采行業(yè)發(fā)展迅速，很多開采技術(shù)被研發(fā)出來，并得到了廣泛的應(yīng)用，而煤礦開采的深度也越來越深[1-2]，深部煤礦開采工作面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，由于地質(zhì)條件復(fù)雜，很多巖層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較差，由于地壓過大，使巷道發(fā)生了變形和斷裂，給煤礦采礦工作帶來了很大的難度[3]，同時(shí)，潛藏著很大的安全風(fēng)險(xiǎn)，目前所應(yīng)用的深部采礦技術(shù)還不能很好的應(yīng)對(duì)深部復(fù)雜的采礦環(huán)境，本文結(jié)合深部煤礦破碎巷道的掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)進(jìn)行分析，例如：短掘段支、機(jī)載超前支護(hù)和錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)等等。

1破碎煤層巷道概況

某煤礦巷道相關(guān)參數(shù)見表1：

以上是某煤礦的基本巷道參數(shù)，巷道中的部分區(qū)域?yàn)閺?fù)合頂板，厚度在0.5-1m之間，另外，頂板的巖石性質(zhì)屬于泥巖，整體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易破碎和垮落，在具體的施工中，還檢測(cè)出較大的巷道壓力，巷道出現(xiàn)了明顯的變形，對(duì)掘進(jìn)施工影響很大。

2掘進(jìn)與支護(hù)的難度

2.1掘進(jìn)中的難度

利用綜掘機(jī)進(jìn)行巷道的掘進(jìn)，循環(huán)的進(jìn)尺長(zhǎng)度為1600m，每個(gè)循環(huán)中有兩次進(jìn)刀.另外，由于煤層的深度很大，在煤礦掘進(jìn)中，會(huì)產(chǎn)生一定的礦壓變化，容易導(dǎo)致頂板坍塌和離層，在掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行割煤環(huán)節(jié)，也容易造成頂板巷道巖塊脫落，最終出現(xiàn)了巷道頂板不平整，圍巖的質(zhì)地松軟也會(huì)出現(xiàn)片幫的問題，目前掘進(jìn)施工的效率不高，日進(jìn)尺量有限，所以導(dǎo)致巷道成型存在困難。

2.2臨時(shí)與永久支護(hù)

單體液壓臨時(shí)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用較為普遍，但是此技術(shù)無(wú)法應(yīng)對(duì)破碎煤層帶來的壓力變化，另外，此煤礦采空區(qū)域的壓力變化波動(dòng)較大，采用臨時(shí)支護(hù)很容易出現(xiàn)破碎和離層問題，不利于煤礦安全施工。

巷道頂板屬于泥巖類型，自身的穩(wěn)定性很差，在短時(shí)間內(nèi)容易出現(xiàn)離層和破碎的風(fēng)險(xiǎn)，利用偽頂支護(hù)技術(shù)，存在重復(fù)和局部偽頂垮落的問題，所以，采用高效的支護(hù)手段是確保煤礦開采順利進(jìn)行的前提基礎(chǔ).現(xiàn)有的支護(hù)方法無(wú)法很好的解決頂板離層和巷道偏移的問題，需要進(jìn)行二次支護(hù)才能保障掘進(jìn)施工繼續(xù)進(jìn)行。

3破碎煤層巷道掘進(jìn)及支護(hù)技術(shù)分析

3.1短掘短支與超前支護(hù)技術(shù)分析

結(jié)合某煤礦的深部煤層，采用掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行割煤與自動(dòng)裝煤，但是在實(shí)際的掘進(jìn)施工中，由于煤層頂板壓力處在不斷的變化中，很容易出現(xiàn)破碎和冒頂?shù)膯栴}，基于這種情況，采取短掘短支的模式，縮小循環(huán)進(jìn)尺長(zhǎng)度，在割煤過程中，保障兩側(cè)有足夠的余量空間，有利于維持兩幫的穩(wěn)定性，配合人工風(fēng)鎬操作，有利于促進(jìn)巷道成型.當(dāng)巷道成型以后，需要配備輸送設(shè)備和膠帶輸送機(jī)進(jìn)行運(yùn)煤工作。

在具體的掘進(jìn)施工中，不論選擇何種掘進(jìn)方式都存在支護(hù)不及時(shí)與控頂距較大的問題，利用以上的掘進(jìn)方式也不可避免經(jīng)常出現(xiàn)片幫和冒頂?shù)膯栴}，因此，需要對(duì)煤層巷道進(jìn)行超前支護(hù)，此支護(hù)方案主要與兩個(gè)方面：

首先，在截割部位安裝頂梁架和主架，對(duì)兩者進(jìn)行有效的鏈接和控制，在掘進(jìn)中如果需要進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，應(yīng)該打開液壓泵向液壓支架中注入高壓液，注入完畢將鋼帶和網(wǎng)片在頂梁架中線位置進(jìn)行安置，利用磁鐵裝置進(jìn)行固定，采煤機(jī)操作人員通過控制手柄，使頂梁架與主架由組合狀態(tài)調(diào)至分離狀態(tài)，結(jié)合頂板的具體情況，將支架放置合適的位置。

其次，技術(shù)人員對(duì)頂梁架與主架的液控手柄進(jìn)行調(diào)節(jié)，保持巷道中線與頂板位置重合，對(duì)網(wǎng)片和鋼帶進(jìn)行壓實(shí)，固定于頂板之上，同時(shí)，對(duì)巷道頂板插入錨桿，降低主架至最低程度，再折合主架與頂梁架，當(dāng)頂梁架完全橫置到掘進(jìn)設(shè)備上，再進(jìn)行啟動(dòng)，保障掘進(jìn)設(shè)備順利開展下一環(huán)節(jié)的作業(yè)。

3.2錨網(wǎng)鎖支護(hù)技術(shù)

技術(shù)人員結(jié)合本礦區(qū)的巷道具體情況，利用錨網(wǎng)鎖支護(hù)技術(shù)，此技術(shù)是煤礦巷道的主要支護(hù)技術(shù)之一，應(yīng)用范圍很廣。技術(shù)應(yīng)用過程中，需要對(duì)方案的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行確定。

進(jìn)行錨桿長(zhǎng)度選擇時(shí)，需要以煤壁的破壞程度和頂板的破壞范圍作為參考，錨桿的長(zhǎng)度應(yīng)該滿足支護(hù)的要求，確保支護(hù)圍巖的穩(wěn)定性，另外，利用錨索支護(hù)技術(shù)可以提高巷道的穩(wěn)定性，降低應(yīng)力集中問題，避免圍巖變形。

4掘進(jìn)與支護(hù)效果分析

以上對(duì)短掘短支工藝進(jìn)行應(yīng)用分析，結(jié)合某煤礦破碎巷道掘進(jìn)與支護(hù)的應(yīng)用，使煤礦巷道的穩(wěn)定性和巷道的整體質(zhì)量都得到了很大的提升，降低了片幫出現(xiàn)冒頂?shù)膯栴}，大大提升了巷道施工的效果。利用掘進(jìn)機(jī)設(shè)備對(duì)巷道進(jìn)行主動(dòng)支護(hù)，對(duì)原有的不穩(wěn)定臨時(shí)支護(hù)進(jìn)行了強(qiáng)化，提升了巷道圍巖的穩(wěn)定性，為工作人員安全施工提供了保障，避免安全事故發(fā)生造成人員傷亡，影響煤礦企業(yè)的穩(wěn)定和快速發(fā)展。

結(jié)論：

本文結(jié)合某煤礦實(shí)例，對(duì)破碎煤層巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)的相關(guān)問題進(jìn)行了分析，在巷道頂板破碎的環(huán)境下，利用短掘短支技術(shù)，借助掘進(jìn)機(jī)設(shè)備對(duì)臨時(shí)支護(hù)進(jìn)行改變，變?yōu)橹鲃?dòng)支護(hù)與超前支護(hù)，提高了巷道支護(hù)的作用和效果，保障巷道掘進(jìn)環(huán)節(jié)的安全和穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

[1]王國(guó)柱.破碎煤層巷道掘進(jìn)及支護(hù)技術(shù)研究[J].機(jī)械管理開發(fā)，2018，33（12）：160-162.

[2]申繼偉，琚紅波.松軟破碎煤層巷道掘進(jìn)和支護(hù)施工技術(shù)研究[J].煤，2017，26（05）：38-39.

[3]劉志煒.淺析松軟破碎煤層巷道掘進(jìn)和支護(hù)施工技術(shù)[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2015，22（09）：104-106.

（作者單位：貴州省盤州市能源生產(chǎn)技術(shù)羊場(chǎng)指導(dǎo)站）