葛 勇

(山東能源新礦集團鄂莊煤礦)

巷道快速掘進工藝的合理配置

葛 勇

(山東能源新礦集團鄂莊煤礦)

通過優(yōu)化施工作業(yè)流程、科學調整工序和支護參數，對巷道揭露巖體結構完整、頂板粉砂巖強度較高、附近無工作面采動影響的巷道，采用“初次支護+后續(xù)支護”的工序，增大了平行作業(yè)空間，大幅提高了支護速度。

巷道 快速掘進 支護

鄂莊煤礦-530 m水平一采區(qū)15層煤11502運輸巷位于萊城向斜構造南翼，為該水平115采區(qū)第二個工作面準備巷道，其東部11501工作面正在準備階段。該巷揭露巖體結構完整、頂板粉砂巖強度較高、附近無工作面采動影響，巷道頂板標高-493.9～-473.0 m。該巷全長487 m，巷道開掘后沿15層煤底板破煤層頂板掘進，斷面為半圓拱，荒斷面面積10.7 m2,凈斷面面積9.1 m2。為加速巷道掘進，對巷道掘進工藝進行了優(yōu)化配置。

1 原巷道支護狀況

11502運輸巷采用“錨網帶”聯(lián)合支護，綜掘機掘進。頂板采用全螺紋鋼等強錨桿+金屬菱形網+W鋼帶支護，兩幫采用全螺紋鋼等強錨桿+雙向拉伸塑料網+W鋼帶托板支護。支護斷面及錨桿布置如圖1所示。

圖1 巷道斷面與主要支護參數(單位：mm)

錨桿為φ22 mm×2 200 mm的全螺紋鋼等強錨桿，桿體屈服強度為335 MPa，每排布置11根錨桿，間距為800，600 mm，排距為1 000 mm；使用2支樹脂錨固劑固定，錨固長度不少于700 mm，樹脂錨固劑型號MSK28/330，錨桿托盤規(guī)格為120 mm×120 mm× 10 mm方形鐵托盤，W鋼托板長400 mm，寬280 mm，厚度不低于3 mm錨桿錨固力巖石中不小于100 kN，煤層不小于 50 kN；錨桿托盤緊貼巖(煤)面，接觸面積不小于70%。W鋼帶型號：BHW-280-3.00；金屬菱形網采用10#以上鐵絲編制，網孔尺寸50 mm×50 mm，雙向拉伸塑料網，網格尺寸為：50 mm×50 mm。巷道掘進后，采用機載液壓支架作為臨時支護。

2 巷道快速掘進參數優(yōu)化

2.1 施工工藝

通過調整初始支護參數和施工工序，降低一次支護密度和工作量，盡量做到多工序平行作業(yè)，達到快速掘進。施工流程如下：掘進機掃底進迎頭(10 min)→第一循環(huán)截割迎頭1.2 m(40 min)→鋪、連網臨時支護(20 min)→支護頂板5根錨桿、幫4根錨桿( 40 min)→掘進機掃底進迎頭(10 min)→第二循環(huán)截割迎頭2.4 m(80 min)→鋪、連網臨時支護(20 min)→初次支護頂板6根錨桿(30 min)→掘進機掃底進迎頭(10 min)→第三循環(huán)截割迎頭2.4 m(80 min)→鋪、連網臨時支護(20 min)→初次支護頂板6根錨桿(30 min)→掘進機后退至皮帶機尾處(10 min)→集中進行后續(xù)支護，頂板8根錨桿、兩幫16根錨桿( 80 min)(頂板后續(xù)支護多排平行作業(yè)，兩幫同時由外向里支護)。

2.2 支護參數

根據現場條件，初步確定在頂板圍巖結構完整時，單次掘進循環(huán)進尺不大于4.0 m;頂板圍巖條件變化時，應及時縮小掘進循環(huán)進尺。

2.2.1 初次支護

巷道開挖后即鋪設頂板鋼筋網。

(1)錨桿規(guī)格及附件。選用直徑22 mm，長度2.4 m的BHRB335左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，桿尾螺紋為M24×3 mm，螺紋長度150 mm；選用150 mm×150 mm×10 mm的拱形調心托板，并配有調心球墊、尼龍減摩墊圈，承載能力與桿體強度相匹配。

(2)錨固方式。每根錨桿采用2支MSK28/330樹脂錨固劑加長錨固，錨固長度不少于700 mm；每根錨桿錨固力巖石中不小于100 kN，煤中不小于50 kN。

(3)錨桿布置。每排打設9根錨桿，錨桿間距為950 mm，排距1 200 mm。錨桿角度(特殊角除外)與徑向該點巖面垂直，允許誤差不大于15°，間距允許誤差0～±100 mm，排距允許誤差0～-100 mm。

(4)護表構件。采用高強W鋼護板(#型W鋼護板)代替原支護中的W鋼帶，W鋼護板(厚×寬×長)為4 mm×280 mm×450 mm。

(5)護網。巷道拱頂采用鋼筋網代替原支護中的菱形網，鋼筋網直徑為6 mm，網孔規(guī)格為100 mm×100 mm，網片搭接長度不少于100 mm。一次循環(huán)掘進后，拱頂表面必須完成全面鋪網和聯(lián)網，幫部采用原護網形式。

單個循環(huán)內可布置4排錨桿，初次支護打設錨桿數量不少于12根，并將錨桿預緊力擰至 400 N·m 后方可進行后續(xù)錨桿支護。

2.2.2 后續(xù)錨桿支護

后續(xù)支護可多排平行作業(yè)，實現單個循環(huán)內錨桿的平行作業(yè)，減少錨桿支護時間。錨桿規(guī)格及技術要求與初次錨桿支護要求相同，在開始下個循環(huán)掘進作業(yè)之前，必須將巷道頂板后續(xù)支護錨桿打齊，并按照設計要求完成預緊工作。

2.2.3 加強支護

巷道掘進過程中，根據頂板圍巖條件，判斷是否進行加強支護。加強支護形式以錨索支護為主。可選用直徑17.8 mm、長度6 m的錨索進行局部加強支護。錨索間排距可根據現場條件進行調整，每2～3排錨桿布置1～2根錨索。

11502運輸掘進支護見圖2。

圖2 11502運輸巷快速掘進參數優(yōu)化設計(單位：mm)

2.3 支護材料

為保證快速掘進巷道安全和支護效果，對原支護中的部分支護材料進行了調整：將等強全螺紋錨桿替換為左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，頂板金屬菱形網改為鋼筋網，頂板較長的W鋼帶替換為安裝靈活方便、剛度較高的W鋼護板。

3 結 語

通過優(yōu)化施工作業(yè)流程、科學調整工序和支護參數，采用“初次支護+后續(xù)支護”的工序，增大平行作業(yè)空間，降低一次支護密度和工作量，多排錨桿平行作業(yè)，實現“一班三循環(huán)”作業(yè)模式，提高單進水平，每天多進6 m，月進尺達420 m，大幅提高了掘進速度。經礦壓觀測，到目前為止，巷道頂底板及巷幫完好，實現了巷道快速掘進的目的。

2014-07-04)

葛 勇(1987—)，工程師，271100 山東省萊蕪市。