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大断面切巷快速掘进施工技术优化应用
牛云
(山西潞安工程有限公司,山西长治046102)
摘要针对大断面切巷施工时支护断面大、通风困难、施工效率低等技术难题,通过技术研究,对王庄煤
矿7111工作面切巷传统施工方案主要存在的技术难题进行分析,提出了分次掘进成巷掘进工艺。通过实际应
用效果来看,与传统施工工艺相比分次掘进成巷掘进周期缩短了7d,提高了大断面切巷顶板稳定性,取得了
显著应用成效。
关键词大断面;切巷;施工;工艺
 B doi:.1005-
OptimizationandApplicationofRapidExcavationConstructionTechnologyforLargeSection
CutRoadway
NiuYun
(ShanxiLu'anEngineeringCo.,Ltd.,ShanxiChangzhi046102)
Abstarct:Inviewofthetechnicalproblemsoflargesupportsection,difficultventilationandlowconstruction
efficiencyintheconstructionoflargesectionroadwaycutting,throughtechnicalresearch,themaintechnicalproblems
existinginthetraditionalconstructionschemeofroadwaycuttinginthe7111workingfaceofWangzhuangCoalMine
areanalyzed,
effect,comparedwiththetraditionalconstructiontechnology,thetunnelingcycleofdividedtunnelingisshortened7
days,theroofstabilityoflargesectioncutroadwayisimproved,andremarkableapplicationeffectisobtained.
Keywords:largesection;cuttinglane;construction;technology
[1-
1概述故。对此,山西潞安工程有限公司通过技术研究
5],根据7110切巷掘进现状,对大断面切巷传统施
潞安集团王庄煤矿7111工作面井下位于71采工工艺主要存在的问题进行合理分析。
区,工作面西为实体煤,东接71采区皮带巷,南表17111工作面3#煤层顶底板岩性汇总表
为8101已采工作面,北为实体煤。7111工作面所
顶底板岩性基本顶直接顶直接底基本底
采为3#煤,赋存于二叠系山西组地层中下部,为陆
相湖泊型沉积。工作面范围内煤层厚度稳定,煤层岩石名称细粒砂岩泥岩泥岩细粒砂岩
,。
煤层顶底板岩性见表1。平均厚度/
7111切眼设计长度为160m,沿底板掘进,切
巷断面规格为宽×高=×。由于切巷断2大断面切巷传统施工工艺及问题分析
面较大,若不采取合理有效的掘进工艺及支护措施,
不仅增加了巷道掘进难度,降低了掘进效率,而且7110工作面切巷当时采用EBZ260型掘进机一
不利于顶板安全管理,很容易发生重大煤矿安全事次性成巷掘进工艺,施工工艺及支护工艺如下:
(1)采用掘进机对切巷整个断面进行掘进施
工,掘进机单茬掘进宽×高=×,掘进
收稿日期2020-12-21
作者简介牛云(1988—),男,山西长治人,,掘进后采用掘进机进行工作面煤矸
于东北大学采矿工程专业,本科,助理工程师,现就职于山西潞
安工程有限公司,从事煤矿安全生产管理工作。清理。
2021年第5期牛云:大断面切巷快速掘进施工技术优化应用27
(2)切巷掘进后及时对顶板进行支护,。切巷在掘进过程中风流无法实现
主要采用锚杆、锚索、金属网联合支护,巷帮主要全断面通风,导致巷道迎头出现局部窝风现象,不
采用螺纹钢锚杆以及树脂锚杆支护:①顶板每排布利于巷道通风安全管理。
置5根锚索,,,
3大断面切巷掘进工艺优化
,;②顶板每排布置
7根锚杆,,直径22mm,
安装2根“W”型钢带,,两根钢带为了弥补传统一次性成巷掘进工艺存在的不
收尾叠加布置;③巷道采空区侧巷帮采用螺纹钢锚足,通过研究决定对7111工作面切巷采取分次掘进
杆支护,,直径为22mm;工作面侧成巷施工工艺。
巷帮采用高强度全螺纹式玻璃纤维增强树脂锚杆,(1)分次掘进成巷即大断面巷道掘进,小断面
,直径为22mm;帮锚杆每排布扩帮施工。大断面巷道规格为宽×高=×,
置4根,,。7110工作小断面扩帮规格为宽×高=×。
面切巷一次性成巷支护断面示意图如图1。(2)首先采用掘进机对工作面侧大断面巷道
掘进,掘进长度为160m。掘进期间在巷道内安装
一部SSJ-80型带式输送机进行出煤,掘进后及时对
巷道顶板施工永久支护,对巷帮施工树脂锚杆。
(3)大断面巷道掘进到位后,拆除巷道内带
式输送机,将掘进机退至切巷开口处,对采空区侧
煤柱进行扩帮施工,扩帮后及时对顶板及巷帮施工
永久支护。

为了提高7111切巷顶板稳定性,决定对切巷顶
图17110工作面切巷一次性成巷支护断面示意图板采取锚杆(索)、金属网、组合锚索、JW型钢
。
(1)掘进效率低。
对较大,而切巷采用EBZ260型掘进机掘进,该掘(1)大断面巷道顶板每排布置5根锚杆,锚
,,直径为22mm,,
掘进机进行切割,,“JW”型
,巷道掘进效率相对较低。钢带。
(2)煤矸运输难度大。EBZ260型掘进机尾部(2)组合锚索采用“二一二”布置方式,即
连接转载机,转载机与SSJ-800型带式输送机尾部第一排两组组合锚索,,第二排
滑轮连接,掘进机最大允许摆角为15°,而切巷宽布置一组组合锚索,第三排组合锚索与第一排布置
,掘进机割煤后无法一次性清理煤矸,方式相同,。每组组合锚索
需进行一次移尾,造成工作面煤矸运输效率低、、
度大。钢绞线及一块长×宽=×。
(3)顶板维护困难。由于传统一次性成巷掘(3)为了防止片帮,大断面巷道掘进后,对
进施工后,巷道顶板空顶面积达8m2,巷道割煤后巷帮采取高强度全螺纹式玻璃纤维增强树脂锚杆及
2~3h后方可对顶板进行支护施工,而7110切巷煤塑料网联合支护。,直径为22mm,
,,留顶煤厚度为每排布置三根,,。
,顶煤暴露面积大、时间长,顶板支护不及时塑料网规格为长×宽=×。
时很容易发生顶板垮落事故。
(4)不利于通风安全管理。7110巷掘进期间(1)扩帮段顶板每排布置4根锚杆,
采用局部通风机进行通风,风机功率为55kW,风m,“JW”
282021年第5期
型钢带,。扩帮巷道顶板锚杆4结语
与大断面巷道顶板锚杆交错布置,如图2。
7111工作面切巷施工工艺及支护工艺优化后,
(2)顶板每排布置一组组合锚索,组合锚索
取得了显著应用成效:
参数与大断面巷道掘进段顶板组合锚索相同,组合
(1)提高了巷道掘进效率。7111工作面切巷
。
采取分次掘进成巷施工工艺后,大断面巷道每天掘
(3)巷道扩帮后,位于采空区侧巷帮采用螺
进量为12m/d,掘进周期为15d,小断面扩帮施工
纹钢锚杆进行支护,每排布置三根,,
工程量为15m/d,掘进周期为12d,拆装设备用时
直径为22mm,。
2d,整个切巷掘进周期为29d,与传统全断面一次
(4)7111切巷顶板及巷帮支护全部完成后,
性成巷施工工艺相比,掘进周期缩短了7d。
在巷道内支设两排单体液压支柱,,
(2)改善了巷道通风效果。分次掘进成巷时,
。
局部通风机对大断面巷道通风满足巷道通风要求,
大断面巷道掘进到位后进行扩帮施工时利用自然风
压通风,提高了巷道通风效率,解决了传统施工工
艺时风流不足、风阻大、窝风等现象。
(3)提高了支护效果。采用分次掘进可及时
对巷道顶板进行有效支护,避免了传统一次性成巷
掘进时顶板暴露面积大、时间长、顶板维护困难等
技术难题。同时,优化后的支护设计提高了大断面
切巷顶板整体稳定性,切巷施工期间未发生顶板破
碎、下沉等现象。
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图2优化后7111工作面切巷支护断面、平面示意图
(上接第25页)
中国矿业,2016,25(05):74-77.
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