浅谈锚杆支护巷道的快速掘进

浅谈锚杆支护巷道的快速掘进

伴随煤炭企业生产规模的逐渐扩大，开采强度的不断提高，对巷道需求量也大幅增加。煤矿巷道快速、安全、高效地掘进已是煤矿生产的先行条件，也是确保正常的采掘衔接、有效开展瓦斯治理、本质安全型矿井建设的必要条件。本文通过对锚杆支护巷道快速掘进方法分析，提出锚杆支护巷道快速掘进的办法和措施。

标签：锚杆支护快速掘进

0 引言

伴随煤炭企业生产规模的逐渐扩大，开采强度的不断提高，对巷道需求量也大幅增加。煤矿巷道快速、安全、高效地掘进已是煤矿生产的先行条件，也是确保正常的采掘衔接、有效开展瓦斯治理、本质安全型矿井建设的必要条件。随着我国煤炭生产规模的不断扩大及现代化机械水平的不断提高，大中型煤炭企业已逐步走上了集约化、可持续发展的道路，煤矿巷道掘进单进速度已成为矿井迈向现代化瓶颈。

1 概况

1.1 矿井概况阳煤集团二矿东距阳泉市约5KM，始建于1951年5月1日，矿井设计生产能力为810万t/年。

1.2 地质基本情况井田位于沁水盆地东北边缘，地层走向北西南东，倾向南西。含煤地层为下二迭统山西组及上石炭统太原组，含煤15层，煤层总厚度15m左右。含煤系数为8.4%。主要可采煤层有3#、8#、15#三层，局部可采煤层有3#、6#、8#、9#、12#、13#、15#七层。8#煤层位于太原组顶部，钻孔揭露煤平均

2.8m，属复杂结构煤层。岩性最明显的标志是顶板的砂质泥岩，厚约4.5m，深灰色，含砂粒不等，含植物化石，中部发灰色，含铝质，抗压强度263-1041Kg/cm2，平均590Kg/cm2。老顶为中粒砂岩，抗压强度754Kg/cm2。底板为砂质泥岩或泥岩，抗压强度174-487Kg/cm2，平均369Kg/cm2，老底为浅灰色细砂岩。15#煤层位于太原组底部，钻孔揭露煤厚平均 6.83m，属复杂结构煤层。直接顶板为泥岩，厚度变化较大，平均厚3m左右，抗压强度223-910Kg/cm2，平均456Kg/cm2。老顶为细粒砂岩。底板为砂质泥岩或泥岩，抗压强度618-838Kg/cm2，老底为浅灰色细砂岩。

1.3 巷道支护形式阳煤集团回采工作面巷道支护方式大多数采用高强金属锚杆、金属网、钢带支护，并用锚索补强。只对地质构造发育及破碎带或孤岛和边角区段采用架棚支护。

2 锚杆支护巷道现场管理技术措施

2.1 优化支护工序配置缩短支护工序时间回采巷道掘进的每个作业循环中，支护工序大约占用全部时间的50%以上，因此缩短锚杆支护工序时间是提高掘进速度的关键环节。为缩短支护工序时间，要求掘進工作面必须有2台顶锚杆机及2台帮锚杆机同时运转作业，并要求压风管及水管必须安装必要的净化装置并有足够的压力和流量，确保多台机组同时作业，其中高压风管风压不得小于4MPa，水管水压不得小于0.3MPa。在日常管理工作中还应加强风水管路的气密性检查，杜绝管路漏风而造成的风压不稳而影响生产。以上管理措施是缩短支护时间提高掘进速度的主要措施。

2.2 优化锚杆的支护参数当前回采巷道顶板的锚杆支护密度为1～2.08根/m2，煤帮的支护密度为1.23～2.04根/m2，其支护密度的变化范围较大，因此在实际煤巷掘进过程中可根据具体顶、帮煤岩物理特性，灵活、准确地改变支护密度。及时调整支护参数，从而达到最优化施工、缩短支护工序时间、降低支护材料消耗、提高掘进效率的目的。

2.3 优化锚杆的支护方式加强巷道顶板岩性的探测，对于巷道顶板破碎成形不好的巷道，必须采用超前锚杆支护掘前巷道顶板，减少冒顶确保巷道成形；对不处于构造异常区域、围岩稳定且掘进过程中无片帮现象的巷道，可采用帮锚杆滞后顶部锚杆施工，帮锚杆施工时间可选择在其他工序作业时进行平行作业，在安全条件允许的前提下，合理加大空顶距和循环进度减少机组移动等辅助时间，提高了掘进速度。

2.4 多工序平行作业的合理安排与管理在巷道掘进作业循环中，割煤与支护这两个主要工序在当前情况和技术条件下一般只能按序作业，为减短循环作业时间，其他各工序应尽可能多地进行平行作业，如掘进机割煤期间，除保证各运煤环节正常运转外，还可安排支护工向前运送支护材料，机电工检修锚杆机具，掘进机胶带后侧补底部帮锚杆，延长压风、水管路等；如在顶、帮支护作业期间，可以检修、延长胶带、电缆，检修掘进机等并运输环节故障等；平行作业期间必须专人负责明确分工、加强各工序统一指挥和管理、提前安排好时间，是组织好多工序平行作业的关键和重点，否则可能造成各工序间互相干扰，延长循环作业时间。

3 锚杆支护辅助管理措施

3.1 加强设备的日常检修维护及设备的备用对井下生产过程中易坏的设备、部件要多准备井下。遇到损坏及时更换，减少影响时间。如锚杆机、钻头、钻杆等，要配备充足，万一遇到损坏即刻更换，使打眼、顶锚杆的安装不受影响，对损坏的设备及部件及时升井检修。对掘进期间机电设备实行承包机制，由专人负责日常检修维护，减少设备损坏率，达到提高生产效率的目的。

3.2 快速掘进的材料保障将常用的支护材料及胶带延长用料及时准备在距煤头100米的范围内，在割煤期间的较短时间内，就可以将所有支护材料运到煤头使用，是保障快速掘进的充要条件。对掘进后期的上千米巷道，采用多台绞车接力运输，材料和设备供应尤为困难，当遇到临时轨道不能及时铺设，更会影响

掘进进度。因此在日常管理中除增加班次运料及铺设轨道外，可采用底胶带辅助运输等措施保障掘进材料的运送，确保锚杆支护巷道的快速掘进。

3.3 转载机桥式胶带的改进掘进机掘进过程中通过桥式胶带输送机将煤矸转载到刮板输送机上，再转载到胶带输送机上，因桥式胶带输送机输送长度较短，掘进期间需要每班延长刮板输送机，浪费了较多工时，为满足进尺需要，可将桥式胶带输送机延长到15m，采用可伸缩胶带机取代桥式胶带输送机与胶带输送机之间的刮板输送机，使桥式胶带输送机机头安设在可伸缩胶带机尾上滑行，实现准确送煤，减少安装刮板输送机刮板时间，增加掘进效率。

4 加强制度管理与员工培训

4.1 加强锚杆支护巷道质量监管通过使用顶板离层仪及无损锚杆测力计来检测顶板离层和锚杆受力，监督施工质量、保证支护安全可靠，并根据巷道顶板离层情况及锚杆受力情况对支护效果进行综合评价分析，通过支护分析结果确定支护方式，优化支护使支护更加经济、合理。

4.2 施工队组的综合作业及队组管理制度在掘进队组的施工组织方面采用综合作业队劳动组织形式，在施工过程中主要工种和辅助工种组织在一起，相互分工相互协作。建立健全各项规章管理制度，如岗位责任、场交接班、设备维修、质量验收、技术管理和材料管理制度等，实现队组管理的制度化、科学化、规范化。在技术管理上，要求各工种坚持正规操作与多工种相互配合平行作业方式学习，是保证实现快速掘进的有效方式。

4.3 员工素质培训加强技术培训提高队组人员素质。锚杆支护巷道的技术性强，其支护方式需要有科学的设计、精心的组织施工和严格的质量检验来保证，只有多培养一职多能的人才，不断提高职工正规操作水平和业务素质，才能提高掘进队组综合素质，才能实现锚杆支护巷道的快速掘进。

5 结束语

当前煤巷锚杆支护及快速掘进技术已取得长足的发展，锚杆支护技术日趋完善，但在现场施工过程中仍存在诸多问题，只有加强推广锚杆支护快速掘进方法、技术，不断建立健全锚杆支护巷道施工队组的管理制度，加强锚杆支护巷道施工队组员工素质培训，才能快速推进煤巷快速掘进技术的应用与发展。

参考文献：

[1]侯朝炯，郭励生，勾攀峰.煤巷锚杆支护[M].徐州:中国矿业大学出版社.1999.