矿井综采与机掘巷道交锋时巷道支护技术探析_李乐飞.pdf

矿井综采与机掘巷道交锋时巷道支护技术探析李乐飞（晋能控股煤业地煤树儿里煤业有限公司，山西大同037000）摘要：针对综采与机掘巷道交锋时巷道易出现应力集中、围岩变形量大、顶板易冒落等问题，以晋能控股煤业集团某矿综采与机掘巷道交锋工程为研究对象，通过科学设计掘进巷道锚杆支护参数，合理留设巷道煤柱，优化设计工作面溜子道等措施，有效控制了巷道围岩变形量。实际应用结果表明，在交锋区域巷道顶板下沉量控制在了 26mm 以内，巷道两帮移近量控制在了 19 mm 以内，工作面安全顺利地通过了综采与机掘巷道交锋区，更好地保障了矿井安全高效生产。关键词：综采；机掘巷道；交锋；应力区；支护技术中图分类号：TD353文献标识码：A文章编号：1003-773X（2023）06-0278-031工程背景在晋能控股煤业集团的某矿中，其井下与地面的标高分别是 923965 m、1 3281 406 m。并且 4 号煤层属于可以开采的煤层，在该煤层中结构简单、厚度稳定。在该煤层的 302 盘区的 5210 巷至其轨道巷的开口，其巷道走向的长度与断面积分别是 2 337 m、13.2 m2，把 EBZ-260 型的掘进机使用到工作面中，在联合支护顶板时会使用锚索+钢带+金属网+锚杆，成巷技术是一次性的。目前，该巷已掘进了 670 m，在综采三队的工作面的 8212 工作面中，其进风巷的顺槽的 150 m 和相邻煤柱之间的距离是 34 m，按照推进的平均速度 9m/d，那么预计会在 8 月 25 日交锋采掘两巷，且是相向的。采掘活动在交锋之前 1530 m 处，会有载荷应力形成，并且载荷应力是集中的，当综采进入来压范围中，逐渐增加的压力在极限应力之上，极易有冲击低压发生。为了保证生产的安全性，就需要制定机掘与综采巷道交锋时安全通过压力区的有关技术措施。2交锋过程中的技术措施2.1设计掘进巷道的锚杆支护按照两个工作面在工作时的实际状况，当 5210工作面巷道一直掘进到 670 m 的时候，就要用锚杆取代之前的护帮锚杆，且二者都是左旋无纵筋螺纹的，规格分别是 20 mm2 400 mm、18 mm1 700mm，在布置锚杆时，一共布置的排数是 3 排，相邻排距是 1.0 m，护帮且为煤柱一侧的，支护数量均是 4排，而且均挂网。以下就是别的对支护进行加强的措施所发生的改变：有 4 排规格是 20 mm2 400 mm的顶锚杆，相邻排距是 0.9 m1-2；有 1 排规格是 20mm2 400 mm 的角锚杆，相邻排距是 0.9 m；有 1 排规格是 17.8 mm3 500 mm 护帮锚索，和顶板的距离是 1.5 m，相邻排距是 9 m3。当进行施工时，对工作面和掘进巷道之间的交锋距离进行统计，在两个工作面之间有大概 80 m 时，把三眼锚索钢梁支护增补到顶板中，并且是梯度的，相邻梯度之间的距离是 3.4 m，17.8 mm7 000 mm 就是锚索的规格。于此同时把金属网且形状是菱形的挂设到巷道的护帮与顶板中，对顶板形状发生改变的状况进行观测，及时处理顶板中存在的隐患，图 1 为锚杆支护设计。2.2设计留设煤柱的支护在 4 号层 302 盘区中的综采工作面中，一共有 2种煤柱，即为 38 m 与 30 m，在 30 m 煤柱存在于其8212 工作面与其 5210 巷中。当采掘交锋过程中，就会有比较大的压力存在于 5210 巷的巷道中，且 5210巷属于临空，这样就会有下沉出现在顶板中，并且从两帮中鼓出来，最严重的底鼓出现在底板。在 38 m 煤柱存在于其 8212 工作面与其 5210 巷中，就只有较小压力出现在 5210 巷道中，并且压力一点也不明显4-5。按照所有相邻工作面在交锋时的经验，当进行采掘时，一定要防止 8212 工作面把煤柱覆盖住，所使用的开采煤柱的方式是渐进式，逐步往里缩进，自 70 m 缩进到 30 m，按照掘进巷道与综采的实际进度对两工收稿日期：2022-04-19作者简介：李乐飞（1989），男，河南新安人，本科，学士学位，毕业于华北科技学院安全工程专业，采矿工程师，主要研究方向为采掘支护方案、采掘面如何过地质构造及巷道如何科学布置。总第 242 期2023 年第 6 期机械管理开发MechanicalManagementandDevelopmentTotal 242No.6，2023DOI:10.16525/14-1134/th.2023.06.113图 1锚杆支护设计（单位：mm）9009004509009009006506506006001 4001 4004 0003.4 m 长工字钢3.2 m 长钢带锚索：17.87 000锚杆：202 400技术应用2023 年第 6 期作面交锋的煤柱进行选择，煤柱之间的距离是 3840m，确保巷道顶板更加稳定。2.3设计溜子道支护当对回采工作面与掘进巷道进行相向施工时，就会有变形出现在溜子道中，并且变形较为严重，且底部的形变量区域大概是 245488 mm，有离层出现在顶板中，并且离层比较大，其离层的最高高度与平均高度分别是 128 mm、19.44 mm。由于要使巷道围岩更加稳定，当巷道掘进进行施工之后，一定要把锚索的个数增加，再次对锚网进行固定，在加固其溜子道支护6-7。关于工作面和巷道交锋的实际状况，把规格是20 mm2 400 mm 的锚杆被用到溜子道中，相邻锚杆之间的距离是 0.7 m。当该措施用于对支护的加强下，就会降低其围岩变形量，使为围岩体所具有的稳定性提高的更加明显，表 1 就是围岩变形量统计数据。2.4避峰措施的使用1）在两工作面有 20 m 的距离时，就会停止 5210巷的掘进，当巷道交锋的区域是 50 m 时，可以设置的观测点数量是 10 个，每 2 d 就对两帮和顶板发生的变化进行观测，并将结果进行统计8。2）当两工作面有 120 m 的距离时，就要加强对5210 巷的支护，在两队有 30 m 的距离时，就会停止5210 巷的掘进，停止掘进的位置是顶板中比较平整的位置；当 8212 工作面在采掘交锋之后，就要二次回采整个周期，并且 5210 巷应按照顶板发生变化的实际状况来向前进行掘进，且补强支护的 50 m。在对停止掘进的位置进行选择时，一定是比较平整的顶板，图 2 与图 3 就是交锋前与交锋后两工作面作业的示意图。3）按照对现场围岩的来压状况进行观察，若出现压力时，就会缩小护帮之间的距离，会缩小到 0.8 m。3交锋时综采队和机掘队的安全管理1）在各个班没有开工时，一定要检查巷道支护、顶板两帮，使用的检查是“四位一体”。若有隐患与问题被发现，马上进行处理。2）当进行施工时，一定要注意底板、两帮及顶板所产生的变化状况，要时常对顶板离层所发生的变化状况进行观察，按照矿压所出现的实际状况，来对支护形式进行确定。当进行施工时，一定要时刻观察前面顶板的性质所发生的改变状况，若发现有破碎及松软出现在煤体中，就要马上停止掘进与处理。3）在交锋的过程中，施工队组要把每天的点位进行汇报，保证交锋距离更加准确，矿用的 11 号工字钢可以随时用于增加支护巷；特别是 8212 工作面在周期来压之前的 50 m 的位置一定要把 5210 巷的支护帮、顶的围岩的质量加强，而且施工队组一定要把5210 巷锚固到岩层内，且岩层是比较稳定的。4结语在 8212 工作面和 5210 巷交锋过程中，经过重新设计 5210 掘进巷道的支护溜子道的参数、煤柱留设的宽度与支护锚杆的参数，可以很好地控制煤壁与顶板出现的片帮。当处于交锋范围内时，一定要控制巷道的两帮位移量与真实测量顶底板，一定要小于 19mm 与 26 mm，以便更加安全地通过交锋范围。参考文献1张亚军.围岩模拟在巷道支护参数优化中的应用J.西部探矿工程，2022，34（3）：63-65.2姜慧.双网支护技术在煤矿巷道支护中的应用研究J.机械管理开发，2022，37（2）：10-12.3文兴.矿山巷道分级合理支护方法研究与应用J.矿业研究与开发，2020，40（4）：23-25.4王晓辉.深井复杂条件切眼巷道锚网索支护技术实践J.陕西煤炭，2021，40（2）：13-15.5刘强伟.锚网（索）联合支护技术的应用分析J.电子技术，2020，49（12）：44-46.6张斌.大断面锚网支护巷道综掘快速成巷技术研究J.当代化工研究，2021（17）：90-92.7李翔.高预应力锚网索支护技术在回采巷道中的应用J.机械管参数最大位移量/（mm d-1）最小位移量/（mm d-1）平均位移量/（mm d-1）水平位移量15.40.42.03垂直位移量11.20.51.87底鼓位移量2.70.21.73表 1围岩变形量统计数据图 2交锋前工作面作业示意图图 3交锋后工作面作业示意图4 号层 8212 回采方向停掘补强支护 50 m30 m5210 掘进方向交锋线8212 回采方向交锋线继续掘进加强支护 50 m5210 掘进方向50 m李乐飞：矿井综采与机掘巷道交锋时巷道支护技术探析279机械管理开发第 38 卷理开发，2021，36（7）：33-35.8李纯财.松软破碎煤巷锚网支护及强效锚固技术研究J.煤炭技术，2021，40（7）：66-68.（编辑：王慧芳）Roadway Support Technology When Mine Integrated Mining and Machine ExcavationRoadway CrossoverLi Lefei（Jinneng Holding Coal Industry Di Coal Shu erli Coal Co.,Ltd.,Datong Shanxi 037000）Abstract:Aiming at the problems of stress concentration,large deformation of the surrounding rock and easy fall of the roof plate in theroadway when the roadway is intersected by comprehensive mining and machine excavation,taking the overview of the project ofintersection of comprehensive mining and machine excavation in a mine of Jinneng Holding Coal Group as an example,the deformation ofthe surrounding rock in the roadway was effectively controlled through scientific design of the anchor support parameters of the roadway,reasonable retention of the coal column in the roadway and optimization of the design of the working face skid road,etc.The actual Theactual application results show that the sinking of the roadway roof in the intersection area is controlled within 26 mm,and the shifting ofboth sides of the roadway is controlled within 19 mm,and the working face safely and smoothly passes through the intersection area ofcomprehensive mining and machine tunneli