刘庄煤矿120503工作面胶带顺槽复杂顶板条件下巷道快速掘进技术

2014-03-25 10:22

（刘庄煤矿总工办，安徽阜阳 236000）

马崇山

（刘庄煤矿总工办，安徽阜阳 236000）

在实测复杂顶板下巷道围岩应力场的前提下，选择巷道开掘方向，提出快速掘进强化支护技术及关键配套设备优化研究，获得了破碎松软顶板下月进尺332米，为3月份刘庄煤矿东区进尺第一，实现了综掘面安全高效生产。

复杂顶板；巷道；快速掘进

1 复杂顶板条件下巷道围岩地应力测试

刘庄矿-726m水平大巷采用套孔应力解除法测试获得复杂顶板条件下巷道围岩应力，测试的空心包体如图1所示，获得的测试结果如表1所示。

120503轨道顺槽的掘进方位角为85°，与实测的最大主应力方位角89.9°近似一致，根据最大主应力理论，该种条件最为有利。

120503工作面地质条件复杂，顶板为6煤，有淋水，且构造较多，施工时逐排掘进，影响较大。根据120503轨道顺槽的现场支护形式、地质提供的资料可知，该巷道适合锚网索支护。结合锚杆加固的“组合梁”悬吊理论可知，锚杆需生根在坚硬岩层中，并用高强锚索做辅助支护。

2.1 悬吊理论计算锚杆参数

2.1.1 锚杆支护体长度

B-巷道掘进宽度5.4m， f-岩石坚固系数，破碎松软取3。则：

图1 空心包体应力计

表1 刘庄矿-750m水平应力测试结果

现在用锚杆长度2.5m＞2.23m，符合要求。

2.1.2 锚杆间排距

通过计算，选用直径22mm，长度2500mm的左旋金属锚杆，间排距为800mm×800mm，托板规格为120mm×120mm×10mm金属钢板。

2.1.3 锚索长度

通过计算得到：L=4.8m。

施工时取9.2m＞4.8m，符合要求。通过计算，锚索为Ф21.8mm的预应力钢绞线制作，L=9200mm，托板为 350mm×350mm×14mm及150mm×150mm×14mm两块，4-4断面的间排距为1200mm×1600mm。

3.1 综掘机选型原则

3.1.1 综掘机应包含截、装、运等主要工序及喷雾防尘、调动行走功能于一体，体积不宜过大，综掘机的硬度要求不大于98MPa，截割断面在9～15 m2，带锚杆动力源接口，接地比压小。

3.1.2 在满足各生产系统要求的前提下，要求保证装备之间能力匹配及有效衔接，总体选型要兼顾现有设备综合考虑。

3.1.3 各主要设备的技术性能不仅要满足高产高效的要求。而且要有较高的富余系数，有成套的运输系统，确保各主要设备相互协调与配合科学合理。

3.1.4 高可靠性，维修工程量小，配件供应及时，维修方便，价格适中，适应煤矿当前的经济承受能力。

3.2 辅助运输系统

采用无极绳辅助运输，经常的上、下坡和拐弯对辅助运输要求苛刻。采用传统的绞车接力或对拉的方式难以凑效，不仅造成了大量人力、物力的占用和浪费，同时，且无法较好的实现运输大吨位设备。采用无极绳运输，实现了复杂多变的环境下材料或设备等的长距离运输。同时，主机输出力较大，适合重型设备的长距离运输。

4.1 实测获得了刘庄矿-750m巷道围岩地应力，优化巷道掘进方位角为85°；

4.2 计算得到了复杂顶板下锚杆、索支护参数，锚杆选用直径22mm，长度2.5m的左旋金属锚杆，间排距为0.8m×0.8m；锚索为Ф21.8mm的预应力钢绞线制作，L=9.2m；锚索间排距1.4m×1.2m；

4.3 研究优化了巷道综掘关键配套设备。

[1]吕兆恒．半煤岩巷快速掘进参数优化及施工组织技术研究[D]．河南理工大学，2012．

[2]魏敬喜．大断面复合顶板煤巷快速掘进技术研究[D]．安徽理工大学，2011．

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