掘刷一体化施工技术在切眼施工中的应用

掘刷一体化施工技术在切眼施工中的应用

某矿原有切眼施工采用导硐的方式进行施工，即先施工一条正常断面的巷道，然后在工作面侧或老塘进行扩刷，使其满足安装支架的要求，本次研究为了优化切眼施工工艺，采用一次性成巷的方式将切眼施工至安装支架的断面，成功的打破了原有切眼导硐施工方法，降低了巷道生产成本。具有很好的推广应用价值。

标签：切眼施工巷道施工施工工艺

1 工作面概况

①水平、采区、工作面名称及工作面标高：某矿17181（1）综采工作面为一水平东四采区11-2煤层工作面，地面标高为+18.7～+22.0 m，工作面标高为-706～-783m。

②井下位置及采掘四邻情况：该面位于东四采区，东起井田边界煤柱，西至东四采区上山，北起17171(1)运输顺槽及17101(3)底板抽排巷以南45m，南至17171(1)运输顺槽以南210m。北部的17171(1)工作面于2011年9月23日收作，南部的17181(1)瓦斯综合治理巷已掘进完毕。

③走向、倾斜长度：走向长1290m，倾斜长203m。

④对应地面位置：该面对应地面位置主要为17171(1)采后塌陷区、泥河部分地段、农田及沟渠，河沿头杨家村庄已搬迁。

⑤11-2煤：黑色，粉末状、块状，以暗煤为主，亮煤、镜煤次之，弱玻璃光泽，属半暗型煤。煤厚1.5～2.3m，均厚1.76m。煤(岩)层产状200～224°∠6～10°。平均倾角为7°。

2 巷道施工方法

本次研究以17181(1)切眼作为研究对象，其安装支架的巷道宽度为7200mm，具体施工方法如下：

①采用综掘机将巷道施工至5000mm宽，达到宽度后，对巷道顶板及左侧帮（即老塘侧帮）进行支护。

②巷道右侧顶板齐全后，采用综掘机对右帮（即工作面侧帮）进行二次扩刷，扩刷宽度为2200mm，然后进行顶帮支护，使巷道最终达到设计的7200mm宽。

③切眼施工超过5米后，在刷面侧中施工一排临时带帽单体，单体间距1.6m，单体位置可根据现场调整，以不影响综掘机施工及最大限度的靠近切眼中为准，

并保证单体滞后刷面侧迎头不超过5米。

④切眼施工超过20米后，在切眼中间位置施工两排单体配合工字钢挑梁（一梁四柱）进行加强支护，并保证单体和工字钢梁滞后迎头不超过20米。

⑤贯通剩余10米期间，巷道处于应力集中区，改为小断面施工，巷宽为5200mm，待巷道贯通后进行二次扩刷，到达设计要求。

⑥工艺流程为：交接班→质量验收→割煤、出煤备料 →联网→超前支护→打顶锚杆→打帮锚→进行下一循环。

⑦作业形式：工作面割煤、出煤、铺网、联网、超前临时支护（铺钢带）、打锚杆流水作业，与运料、钉道平行作业。

3 支护参数的确定

根据17171（1）工作面锚索网巷道经验数据，采用工程类比法进行该面的锚索网支护设计。17171（1）工作面与该设计工作面位于同一煤层，顶、底板岩性接近，所以选择17171（1）工作面作为17181（1）工作面支护设计的类比对象是合适的，同时根据安装需要巷道断面设计为梯形：（上宽+下宽）×高=（7000+7400）×2800mm，有效断面为20.2m2。

3.1 一次施工规格及支护要求

①顶板采用无纵筋螺纹预拉力锚杆加4800mm长M5型钢带、菱形金属网联合支护。钢带垂直巷道走向铺设，每个钢带上安装7根锚杆，锚杆穿过钢带上的锚杆孔垂直锚入顶板，右肩窝锚杆与竖直方向夹角20°。锚杆规格为φ22mm×2400mm，间排距为750mm×800mm，采用加长锚固方式，每根锚杆采用一节K2335快速树脂药卷和一节Z2360中速树脂药卷，顶部锚杆扭矩不低于180Nm。金属网紧贴顶板铺设，相邻两块金属网相互搭接，并用14#铁丝连网，搭接宽度200mm，搭接处用钢带压茬。菱形金属网规格为1000×5400mm，采用8＃铁丝编制。顶板每排钢带中间布置4根φ22mm×7500mm锚索，锚索有效长度7200mm，中间两根锚索配合1600mm长T3钢带横向布置，间排距为1200mm×800mm，中线两侧1800mm位置纵向布置一排锚索，并配合2000长T3钢带沿巷道走向迈步施工，形成4-4-4布置；每根锚索采用三节Z2360中速树脂药卷，预紧力15T。

②17181（1）切眼左侧帮（老塘侧）采用4根螺纹钢预拉力锚杆加2000mm长的扁钢及金属网支护，扁钢沿巷道走向铺设，锚杆间排距为800×800mm，扁钢规格为2000×200×3mm。帮部锚杆规格为φ22mm×2400mm，每根锚杆采用一节K2335快速树脂药卷和一节Z2360中速树脂药卷，K2335快速树脂药卷放入眼底。肩窝处锚杆仰角20°，最下面锚杆俯角20°，帮部锚杆扭矩不低于180Nm。

3.2 二次扩刷施工规格及支护要求

①顶板钢带规格为M5钢带长2200mm，顶、帮锚杆为Φ22×2400mm等强锚杆，锚索规格为Φ22×7500mm的钢绞线，顶部金属网为1000×2600mm的8#金属网，帮部金属网为1000×3200mm的10#金属网。

②刷面顶板支护：锚索+锚杆+M5钢带+T3钢带+金属网联合支护。M5钢带垂直切眼走向并与切眼钢带错茬铺设，刷面钢带与切眼钢带两钢带头间距100mm～200mm，每根钢带上安装4根锚杆，锚杆间排距为700×800mm（允许偏差±100mm），采用加长锚固方式。顶部金属网紧帖顶板铺设，垂直巷道走向，相邻两块金属网相互搭接，并用14#铁丝连网，搭接宽度200mm，搭接处用钢带压茬。刷面侧金属网与切眼内顶网搭接处，使用14#铁丝连网。顶部锚索按2-2-2方式布置，即每排在刷面巷中两边600mm位置各施工一根锚索，并配合1600mm长T3钢带使用，锚索间排距为1200×800mm（允许偏差±100mm），锚索角度垂直顶板（允许偏差±2°）。顶板支护必须紧跟迎头，每根锚索采用三节Z2360中速树脂药卷，预紧力15T。

③刷面帮部支护：锚杆+木垫板+金属网联合支护。帮部每排采用4根带木垫板的锚杆加金属网支护。金属网紧贴煤帮纵向铺设，沿巷道走向，相邻两块金属网相互搭接，搭接处用14#铁丝连网，搭接宽度200mm，搭接处用带木垫板的锚杆压茬。锚杆间排距为800×800mm（允许偏差±100mm）。

3.3 严格执行掘两板、锚两板、刷两板的施工方式进行施工，帮部滞后迎头不超过2m。

3.4 施工技术要求

锚索、锚杆施工必须及时支护，并达到规定的预紧力。锚索安裝48h后，如发现预紧力下降，必须立即在其附近补打合格的锚索。锚索锚固力不应低于150kN（15T）。锚杆、锚索外露长度符合规定要求。严禁空顶作业，最大、最小空顶距离不超过作业规程规定。要经常检查巷道支护质量，发现失效锚杆、锚索、托板变形时必须及时在其附近0.3m范围内补打合格的锚杆锚索。掘进中如果发现工作面压力增大，可缩小锚杆间排距，特殊情况采取锚杆、锚索、架棚联合支护形式等其它措施。

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17181(1)切眼支护断面图

4 总结

①节约巷道支护成本。如切眼设计长度为203m，掘刷一体化施工技术节省支护的锚杆（Φ22×2400mm）约680根，金属网（如10#铁丝编制1000×3200mm）约250块，木垫板需要约680块，锚固剂需要约1360支，所省费用=680×43+1×3.2×35×250+680×9+1360×4=6.9（万元），每年按照2个工作面计算，

节约的支护费用约为14万元。

②缩短巷道掘进时间，节约人力资源。导硐方式施工，采用多部链板机出货，出货能力差，开车人员较多，而一次成巷施工采用皮带机出货，出货能力较高，且仅需1个开车人员；另外，导硐方式施工，在切眼贯通后，需二次调整掘进及出货系统。从我矿多年采用导硐方式施工切眼可知，从切眼掘进至达到支架安装要求，平均需要55天，而采用一次成巷施工，只需要45天就可以达到支架安装的要求，较原来的工期提前10天完工。

③此施工工艺适用于直接顶板为砂质泥岩、砂岩等完整性较好，且地质构造相对简单的巷道，如8煤、11-2煤等煤层。

参考文献：

[1]孙振中，崔庆林，王玉玖.综放工作面切眼施工技术及扩刷方式[J].煤矿开采，2008(02).

[2]李浩平，程岗.综(放)采切眼施工实践与探讨[J].能源技术与管理，2008(05).

[3]郜锦柱，杨耀文，王海龙.综采预留煤柱及跨采底板巷道变形与动态支护[J].煤炭技术，2006(08).