综掘机在大倾角厚煤层切眼掘进的发展策略

　引言
　　开切眼掘进可以采用两种施工工艺：炮掘和综掘机掘进。在倾角小于综掘机爬坡范围内的煤层都可以采用综掘机进行掘进。清水营煤矿属于鸳鸯湖矿区中的一个井田，地质条件复杂，围岩为“三软”岩层。首采工作面110201工作面开切眼使用爆破掘进，掘进后顶板下沉、底鼓，掘进速度缓慢，影响整个综采工作面的安装。110202工作面在开切眼掘进中先用爆破进行导硐，然后使用综掘机进行扩帮，通过炮掘工艺和综掘机掘进工艺的比较，现场实践检验证明，在清水营煤矿要使用综掘机掘进开切眼，才能保证安全生产的需要。
　　1 工程概况
　　110202工作面开切眼以22°55'40"下坡沿二煤底板施工，二煤的物理特性为黑色、块状、半暗型煤、弱沥青光泽，节理及裂隙发育，煤质较软，为简单结构的稳定煤层。煤层总体呈现由西向东、由北向南逐渐变薄的趋势。本区总体为单斜构造，煤岩层倾向800～870，平均840，倾角220～270，平均22°55'40"，煤层平均厚度4.2m。煤岩层沿走向、倾向有一定的起伏变化。工作面顶板粗砂岩，胶结松散孔隙发育，岩层渗透性强，导水性好，富水性强。在110202工作面切眼掘进过程中，巷道顶板会出现滴、淋水现象，正常涌水量为2.0～10.0m3/h，最大涌水量40.0m3/h。岩石普氏系数：二煤f=1.6～1.9，夹矸f=2～2.3，二煤直接顶f=3～5，二煤直接底f=3～5.5。
　　2 110202工作面开切眼支护设计
　　2.1 第一次设计施工工艺：使用光面爆破，先导硐然后扩帮
　　导硐巷道断面：净断面10.88m2，矩形断面，净宽3400mm，净高3200mm。
　　扩帮后断面设计为：净断面24.0m2，矩形断面，净宽7500mm，净高3200mm。
　　采煤机机窝断面设计为：净断面25.6m2，矩形断面，净宽8000mm，净高3200mm。
　　2.2 导硐永久支护形式：锚网、钢带支护
　　锚杆规格：顶部采用Φ20×2500mm左旋无纵筋树脂锚杆；老塘侧采用Φ18×2100mm圆钢端头锚杆；扩帮侧采用Φ16×2000mm玻璃钢锚杆；锚杆间排距：顶部间排距750×750mm；帮部间排距1000×800mm，矩形布置；药卷规格：型号MSK23/70，顶部每根锚杆充填2节，帮部每根锚杆充填MSK35/35型号1节药卷，其锚固力不小于50KN；托板规格：铁托板，其规格为：长×宽×厚=150mm×150mm×10mm；铺网：顶部采用双层网，先布置一层塑钢网，再布置一层钢筋网，钢筋网网目规格150×150mm，塑钢网网目规格为50×50mm，短边对接，长边搭接200mm。老塘侧和扩帮侧帮部采用钢塑网，长×宽=10m×2m。钢塑网沿走向方向铺设，短边对接，长边搭接，搭接长度为200mm，钢带：采用W型钢带，与锚杆同排布置。
　　2.3 扩帮永久支护形式：锚网带、一梁二柱、戴帽点柱联合支护
　　锚杆规格：顶部采用Φ20×2500mm左旋无纵筋树脂锚杆；老塘侧采用Φ18×2100mm圆钢端头锚杆；扩帮侧采用Φ16×2000mm玻璃钢锚杆；锚杆间排距：顶部间排距750×750mm；帮部间排距1000×800mm，矩形布置；药卷规格：型号MSK23/70，顶部每根锚杆充填2节，帮部每根锚杆充填MSK35/35型号1节药卷，其锚固力不小于50KN；托板规格：铁托板，其规格为：长×宽×厚=150mm×150mm×10mm；铺网：顶部采用双层网，先布置一层塑钢网，再布置一层钢筋网，钢筋网网目规格150×150mm，塑钢网网目规格为50×50mm，短边对接，长边搭接200mm。老塘侧帮部采用一层钢塑网；扩帮侧采用长×宽=10m×2m的钢塑网，钢塑网沿走向方向铺设，搭接长度为200mm。钢带：采用W型钢带，与锚杆同排布置。切眼形成后，在切眼内两帮每隔5m架设一个木垛加强支护，左右交替布置，要求接顶密实；顶板采用“一梁二柱、戴帽点柱”联合支护。
　　3 综掘机扩帮施工工艺
　　由于巷道初始设计炮掘施工进度缓慢，煤层倾角220～270，平均22°55'40"，为了保证综采工作面安装工程按期施工，扩帮时大胆尝试采用EBZ150A型综掘机进行110202工作面扩帮掘进（EBZ150A型综掘机爬坡能力±16°），为了克服倾角大，防止综掘机下滑，后面使用绞车进行牵引，综掘机后面配套使用刮板输送机和胶带输送机运煤。
　　4 综掘机割煤工艺流程
　　4.1 开机前准备→校检中线→启动综掘机调整截割头→打开综掘机喷雾，同时开始割煤→用综掘机截割头刷齐巷道两帮并出煤。
　　4.2 临时支护。综掘机割煤完成一个循环，立即按照设计要求进行前探梁临时支护。
　　4.3 装煤、运煤系统。综掘机割煤并运煤→清理浮煤至综掘机铲板上→综掘机第一运输机→切眼刮板输送机→风巷胶带输送机→风井皮带。
　　4.4 割煤顺序。正常掘进时采用自下而上、左右循环，先割中间后刷帮的进刀方式进行割煤。刷帮时，将掘进机后退，截割头由导硐侧向扩帮侧进行刷帮。
　　5 综掘机掘进防滑
　　综掘机在作业全过程中，以自身动力为主，但考虑工作面倾角平均25°，综掘机后退比较困难，所以采用JH-20绞车对综掘机进行辅助牵引，绞车在静止状态下也可起到防止综掘机下滑的目的。综掘机后退动作顺序：绞车牵引→综掘机后退→综掘机到位→绞车停车。
　　6 综掘机掘进与爆破掘进工艺比较
　　6.1 进度方面
　　炮掘：每天三班生产，掘进进尺1.6米/班，合计4.8米/天，每月144米。综掘：每天三班生产，掘进进尺4.0米/班，合计12米/天，每月360米。
　　6.2 工程质量方面
　　炮掘：由于放炮对巷道围岩产生震动，巷道扩帮后在24m2大断面下，局部顶板出现掉包，个别单体支柱被崩倒，掘进速度慢，永久支护速度慢，巷道成型差，支护效果差。综掘：综掘机割煤，顶板完整，不会产生很大震动，掘进速度快，永久支护速度快，巷道成型好，支护效果好。
　　6.3 其他方面
　　炮掘：顶板淋水大，一梁二柱架设效果差，接顶不严密。综掘：顶板淋水小，一梁二柱架设质量好，接顶严密。
　　7 结束语
　　从以上三个方面比较可以看出，综掘机掘进切眼在进度、质量以及其他方面都比炮掘有优势，经过实践检验综掘机掘进开切眼取得了成功，同时也取得了良好的经济效益和社会效益，为大倾角工作面进行综掘

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机掘进提供实践经验。清水营煤矿在今后开切眼掘进过程中都可以采用综掘机进行掘进，这样即可以加快掘进速度，又能保证巷道工程质量。
　　参考文献
　　[1]熊继有，钱声华.煤矿钻井高效破岩新进展[J].天然气工业，2004.
　　作者简介：史成俊（1975-），男，毕业于太原理工大学，矿井建设专业，矿建工程师，现任神华宁夏煤业集团清水营煤矿生产准备队队长，主要从事井下巷道掘进与维修安全生产管理工作。

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