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复杂地质条件下综掘快速掘进技术实践(论文

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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复杂地质条件下综掘快速掘进技术实践(论文)时间:20080:35:53 张 海,李世波,陈继忠,游植贤(河北金能邯郸矿业集团云驾岭矿,河北 武安 056301)摘 要:云驾岭煤矿采取优化锚杆支护技术参数,合理科学的安排施工工序、优化施工工艺、细化岗位分工等措施,实现了安全、高效、快速掘进,在复杂地质条件下推广应用综掘技术进行了有益的实践。关键词:综掘;复杂条件;锚杆支护;优化工艺;技术实践依靠科技进步是建设安全高效矿井的必由之路。炮掘作为传统的掘进方式,在我矿已经发展到了比较高的水平。但由于炮掘迎头落煤、出煤方式的落后,在很大程度上制约了煤巷掘进速度的进一步提高。随着矿井开采逐步向下延伸、地压增大、条件恶化,采掘衔接也将日趋紧张。只有依靠科技进步,上机械化才能提高单进水平。我矿自 2002 年开始试验使用综掘机,在几年的生产实践中,积累了一定的经验,不断刷新记录。特别是 2006 年在引进安装 掘机后,6 月份创出了月单进 716 m 的新水平。1 生产地区工程概况12403 工作面位于已采 12401 工作面的下部。副巷沿 2#煤层顶板布置,与 12401 工作面运巷相距 20 m,设计工程量1 330 m。煤层赋存基本稳定,厚度 3.6 m,瓦斯含量较小,无自燃、突出现象。煤层直接顶为粉砂岩,伪顶为泥质粉砂岩,裂隙发育,较破碎,厚 0.5 m 左右。掘进至 960 m 处遇有一条落差 8 m 的正断层。2 道支护技术参数巷道为矩形断面,净宽×中高=4.4 m×2.8 m。锚网梁+小孔径锚索补强支护。支护参数根据本地区的具体地质条件进行了优化加强。具体参数为:(1) 顶板支护为 φ20×2 200 左旋螺纹钢锚杆,间排距 800 00 梁为 φ16 圆钢焊接而成的梯形梁。顶网为 φ6.5 筋网片,规格为 900 200 锚索为 φ17.8 度 7.0 m 的钢绞线及配套索具。锚索间距设计为 1.6 m 布置一对,根据顶板情况适当加密为五花布置。(2) 两帮支护采用锚网点锚的锚杆支护形式,间排距 700 00 φ18×2 400 圆钢反麻花锚杆。托盘为铁加木复合托盘;帮网采用金属菱形网。根据以往经验增加帮锚索加强两帮支护,控制两帮位移。帮锚索:度 4.3 m 的钢绞线及配套索具,上帮布置 2 排,下帮布置 1 排,间距 1.5 m。艺流程采用 掘进机割煤、装煤,40t 刮板输送机转运至 650 型带式输送机运煤,人工与小绞车运料、锚杆钻机与风煤钻分别打注顶、帮锚杆(索)支护巷道。工艺流程为:交接班→掘进落煤、出货→敲帮问顶→移前探梁、铺网上梁→永久支护→下一循环。3 理安排工序充分利用作业时间,合理安排施工工序,是提高掘进速度最有效的途径。该地区施工特点是:参加人员多,施工工序多,作业空间和时间有限。为减少互相影响,以掘进机割煤和顶板支护为主要施工工序,其他工序均在该时间段交叉平行作业。具体工序衔接为:化施工工艺实现高进高效,就是要抓好正规循环。通过认真的现场调查和工序测算,确定正规循环为:掘、支交叉平行作业,循环进尺 2.4 m,循环时间 2 h;每小班 4 个循环,小班进尺 9.6 m。通过正规循环作业能够使作业人员在工作中明确各自的作业内容、作业时间、工作量等,熟练之后做到心中有数,默契配合,又可以缩短循环时间,加快作业速度。本次实践中小班最多进尺 16 排(12.8 m),日进 44 排(35.2 m),实现 6 个循环。化岗位分工在劳动组织上,采用“三八”工作制。小班内各岗位均固定人员,工作内容、工作量及质量要求相对稳定,一般情况下不更换。按照工序和循环要求完成自己的工作。从而使人员分工专业化,井然有序,忙而不乱,最大程度的发挥机械和人工效率。具体人员安排见表 1。工序 工种 小班人员 备注掘进割煤 掘进机司机 2 人 掘进机操作和检修迎头顶板支护 锚杆(索)支护工 8 人 3~4 台锚杆钻机同时 作业迎头两帮支护 锚杆(索)支护工 5 人 上帮 3 人,下帮 2 人后路支护 锚杆(索)支护工 4 人 兼铺镏子胶带、溜子司机 2 人 兼锚杆、网片预联、 铺溜子辅助运输铺轨道、运料工 3 人 每天 2 班作业,每班 3 人机电维修 机电维修工 1 人合计   25 人 每天共用工 75 杂条件下专项措施施工中,厚度 300~500 伪顶,超过 1.5 m 左右就局部自行掉落。这给人员的安全造成很大威胁,也严重影响了施工的速度。遇到这种情况,采取制定了及时打点锚杆预先控制顶板及改变施工工艺的方法,每割 1 架棚(m)立即实施支护:上顶网→移前探梁→联网→退掘进机→打中部 3 根顶锚杆(兼作临时支护)→掘进机继续割煤 1 架(0.8 m)→永久支护。循环进尺缩小为 1.6 m。要求顶锚索距迎头不超过 1.6 m。这样既减少了掘进机频繁进退占用时间,又杜绝了空顶作业,保证了安全。根据煤的结构、性质决定掘进机进刀方式。当煤层较硬、裂隙不发育时,先从底部进刀,再割中部、上部的煤,然后割两帮;当煤层节理发育、松软时,先从顶部进刀,再割中部、下部以及两帮的煤。该地区特点是上帮容易片落,易出现超挖。针对这种情况,采取了上帮顶部 2 根锚杆及时打设,底部 3 根锚杆错台阶拖后打设的方法。预留上帮底角煤柱 .5 m 左右,留到后路用“手镐刷平”,再注帮锚杆,有效地控制了巷道上帮成型。机轨合一 ”保证运输快速掘进中,平均每小班进尺达到 9.6 m 左右,需要锚杆 180 根,各种网 84 片、锚索 36根、托盘、树脂药卷、梯子梁等共计约合 6 罐车物料,还有备用设备、小型材料,全天生产用料总计达 25 罐(车) 。单靠人拉肩扛不但费力,同时也不能满足快速掘进需求。为此,在掘进巷道下帮铺设胶带运输机往外运煤,同时上帮铺轨道,用罐车运材料,做到“机轨合一”,不但保证了材料供应,同时降低了工人的劳动强度,减少了后路用工。实责任,保证质量实行工程质量动态达标,掘进巷道制定“挂牌管理制度” 。建立施工质量原始记录台账。每架棚、每根锚杆,都做出明确标记、编号并挂牌管理,由班长升井后认真填写,区队负责保管。台账和现场相对照,责任落实到人,便于检查和责任追究。在井下现场交接班过程中实行“班评估”制度,对照质量标准由班组长和质量验收员评估上一班的施工质量,奖优罚劣,升井后把评估单交到区队保管,增强了施工人员的质量意识,有效的保证了工程质量全优。4 结束语(1) 综掘快速掘进与传统的炮掘施工方法相比,具有掘进生产效率高、减少对围岩的震动破坏、安全有保障、巷道返修率低、作业人员劳动强度低等许多优点。(2) 该技术实践成功的吸收、运用了一系列锚杆支护的先进、成熟技术;科学合理的安排了施工工艺和多种工序;实行了“机轨合一” ,很好的解决了大量材料的供应问题;克服了顶板破碎、上帮片冒以及过断层、煤层变薄等不利因素的影响。2006 年 6 月实现了单进716 m。在国内同行业处于了领先水平。(3) 为复杂地质条件下,推广应用综掘技术树立了信心,提供了有价值的经验。
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