煤巷连续采煤机掘进技术研究与探索

煤巷连续采煤机掘进技术研究与探索

摘要随着煤炭行业的发展，大型生产矿井正在朝着高产高效、智能化、集约化、自动化、绿色开采方向发展。本文结合所在煤矿地质现状，通过对影响煤巷连续采煤机掘进的因素分析，简单介绍了煤巷连续采煤机掘进工艺，提出改进措施，总结出了一套连续采煤机双巷掘进方法，对大型现代化矿井煤巷应用连续采煤机快速掘进具有一定的借鉴意义。

关键词煤巷；连续采煤机；掘进技术

前言

当前，随着我国社会以及经济的高速发展，市场对煤炭的需求量也逐渐增加，煤矿企业的开采技术以及生产水平也获得很大程度的提高，其中掘进技术作为开采的重要技术，也获得高速发展。

1 连续采煤机

通过对连续采煤机的详尽研究可以发现，连续采煤机能够通过采掘一体的方式提高采掘效率，不仅掘进速度更快，同时也具有更好的安全性，采用连续采煤机可以提高巷道的掘进速度，同时还适用于断臂开采。连续采煤机具有更加紧凑的布置，采用独立驱动器，具有较高的作业效率，其使用流串电机，具有良好的牵引性能，过载能力较大，如果保护完善，具有较长的使用寿命[1]。

2 工程实例

2.1 围岩特征及地质构造

巷道沿底掘进，老顶为长石中粒砂岩，厚度11.9m。直接顶岩性为细砂岩，平均厚度3.36m。直接底为粉砂岩，局部为砂质泥岩（遇水易软化），平均厚度10.08m。

掘进范围内煤层倾角为1～3°，煤厚2.74-6.25。掘进范围内上覆松散层厚度23.7～72.6m，上覆基岩厚度为23.5～78.5m，距22412主回撤通道789～1480m 区域基岩厚度小于25m，基岩最薄23.5m。巷道掘进至距22412主回撤通道1579m 至22412切眼区域受冲刷影响，煤层变薄，冲刷影响区域煤厚2.74～5.0m。巷道掘进至距22413主回撤通道1168～1182m区域可能会揭露F163断层，F163 151°∠45°H=1m，断层先在22413运顺揭露，后在22412运顺揭露，预计影响巷道掘进距离14m。巷道掘进至距22413主回撤通道1569～1592m区域可能会揭露F164断层（F164 327°∠41° H=0.9m）及其伴生断层F164-1 327°∠41° H=0.3m，断层先在22413运顺揭露，后在22412运顺揭露，预计影响巷道掘进距离23m。

2.2 水文地质特征

掘进区域主要水害为老空水、孔隙水（第四系松散含水层水）和基岩裂隙水。巷道掘进区域为弱富水区，松散层厚，基岩薄，巷道掘进会有滴、淋、渗水现象。整体上看，该掘进范围内水文地质条件中等。预计正常涌水量为15m?/h，最大涌水量100m?/h。

2.3 存在问题及处理方法

（1）巷道掘进至距22412主回撤通道789～1480m区域基岩厚度小于25m，基岩最薄23.5m。该区域上覆基岩裂隙发育，巷道掘进需“短掘短支”，加强顶帮管理，防止发生冒顶片帮事故。提前制定好过薄基岩的安全技术措施。

（2）巷道掘进至距22412主回撤通道1579m至22412切眼區域受冲刷影响，煤层变薄，冲刷影响区域煤厚2.74～5.0。冲刷区域煤厚变化大，煤岩裂隙发育，巷道掘进需及时进行顶帮补强支护。提前制定好过冲刷的安全技术措施。

（3）巷道掘进至距22413主回撤通道1168～1182m区域可能会揭露F163断层，F163 151°∠45° H=1m，断层先在22413运顺揭露，后再22412运顺揭露，预计影响巷道掘进距离14m。

巷道掘进至距22413主回撤通道1569～1592m区域可能会揭露F164断层（F164 327°∠41° H=0.9m）及其伴生断层F164-1 327°∠41° H=0.3m，断层先在22413运顺揭露，后再22412运顺揭露，预计影响巷道掘进距离23m。

2.4 巷道布置

（1）巷道层位、开口位置及方位角

掘进区域北为郝家壕煤矿越界采空区，东为22413回顺、南为22413回撤通道、西邻设计的22412工作面。

22412、22413运顺井下开口于22413主回撤通道，以359°方位角掘进，22412运顺设计掘进长度为2176.9m，22413运顺设计掘进长度为2176.4m。

（2）巷道形状及断面

设计巷道形状均为矩形，其断面参数见表1巷道尺寸参数表。

（3）巷道布置

22412运顺在本次施工段设计掘进长度2179.9m，22413运顺设计掘进长度为2179.4m。两条运顺平行布置，以359°方位角掘进，巷宽5.6m，巷高3.8m。

（4）联巷布置

22412、22413运顺在本次施工段共布置39个联巷，联巷与运顺垂直布置，允许偏差为±5°，联巷在22412运顺侧开口，开口双抹角为3×3m。在22412运顺侧每10个联巷施工一个调车硐，调车硐双侧抹角3×3m，允许误差为0～+500mm。

（5）施工联巷要求

聯巷与顺槽垂直布置，允许偏差为±5°，联巷在22412运顺侧开口，开口抹角严格按照设计尺寸进行施工，允许误差为0～+500mm。

2.5 巷道支护设计

（1）巷道支护形式

根据地质组提供的地质资料分析，老顶为长石中粒砂岩，平均厚度11.9m，直接顶岩性为细粒砂岩，平均厚度3.36m。均属较稳定岩层，大部分顶板属于中等冒落～难冒落顶板。根据我矿支护经验和本巷道用途及使用年限，初步确定巷道顶板采用锚杆支护。

（2）支护参数设计

①采用工程类比法合理选择支护参数

根据《哈拉沟矿合理煤柱尺寸与支护技术参数研究》（中国矿业大学）的研究结果、本次掘进地质资料、附近巷道支护参数及哈矿顶板支护经验，22412、22413运顺及联巷初步选用φ16×1800mm的锚杆，锚杆排距1200mm，每排4根。

②采用计算法校验支护参数

L≥L1+L2+L3

式中：L—锚杆长度，m；

L1—锚固端长度，取0.5m；L1=[πr1h/（πr22-πr32）]，式中r1为树脂锚固剂半径，取11.5mm；r2为锚杆孔眼半径，取14mm；r3为锚杆半径，取8mm；h为树脂锚固剂长度，取500mm。

L2—不稳定层厚度之和，取0.93m；由于掘进区域顶板岩石普氏系数f≥3，因此L2=B/2f=5.6/2×3≈0.93m。式中B为掘进巷道跨度，取5.6m；

L3—锚杆外露长度，取0.07m；

则：L=0.5+0.93+0.07=1.5m

2.6 连续采煤机选型