连续采煤机大断面开切眼快速掘进技术

任崇鹏 冉星仕

摘 要：使用12CM15型连续采煤机配合10SC32-48B-5型梭车及CMM4-20型锚杆机，采用锚杆+钢筋网片+锚索+单体液压支柱方式联合支护及先切槽、采垛、后刷帮，掘支平行作业，一次成巷的施工工艺，解决了宽度8.3-9.8m大断面开切眼掘进效率低的问题，实现了大断面开切眼安全快速掘进的目的。

关键词：大断面开切眼；连续采煤机；掘支平行作业；快速掘进

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.061

1 概况

隆德煤矿201工作面开切眼布置在2-2煤层中，巷道位于2-2煤北翼辅运大巷西侧，南部为203综采工作面，正在开采，北部为实体煤，未采动，西部为隆德煤矿井田边界。切眼掘进范围内煤层底板起伏较小，倾角小于1°，煤層厚度为3.10-3.30m，平均3.20m，煤层普氏系数为2.3-3.0，平均2.7；煤层在靠近开口处相对较厚，自北向南变薄，属于稳定煤层。切眼掘进区域上覆松散层厚度为21.1-38.1m，地势整体相对较平缓，松散层底部为新近系保德组红土，局部粉土，以粘土为主，亚粘土次之，致密，遇水手搓成条，光滑，具可塑性，含钙质结核，厚度为3.5-15.0m，为相对隔水；正常基岩厚度为143.3-145.1m；风化基岩厚度为28.1-30.0m。

1.1 切眼煤层顶底板情况

201工作面开切眼煤层顶底板情况见附表1。

1.2 切眼设备配备情况

201工作面切眼设备配备详见附表2。

2 切眼支护方式

201工作面切眼巷道断面为矩形，巷道全长300.54m，为满足支架车调车需要，设计施工5个11m的调车硐室，共计55m；巷道掘进高度为3.7m，掘进宽度为8.3m，端头支架硐室和煤机安装硐室掘进宽度为9.8m，掘进高度均为3.7m（附图1开切眼平面图）。

根据巷道围岩性质、以往巷道支护参数及相邻巷道的矿压观测资料，采用工程类比法确定201工作面切眼采用锚杆+钢筋网片+锚索+单体液压支柱方式联合支护，帮部不支护，其中顶部锚杆采用Φ18×2100mm左旋螺纹钢等强锚杆，间排距为1000×1000mm，每排8根，端头支架硐室和煤机安装硐室每排10根，铁托盘规格为150×150×10mm碟形托盘，每根锚杆采用一支CK2360型树脂药卷锚固，锚杆扭矩不小于120N·m，抗拔力不小于60kN；钢筋网片规格为Φ6.5×4900×1060mm和Φ6.5×3400×1060mm，网孔规格为130×130mm；锚索采用Φ17.8×6500mm预应力钢绞线锚索，间排距为2000×2000mm，每排4根，锚索托盘为240×240×14mm的钢板加工而成，每根锚索采用1支CK2360、2支K2360型树脂药卷锚固，锚索设计锚固力不小于240kN，预紧力为120-140kN。

由于切眼断面较大，为确保施工安全，设计在切眼中和煤机安装硐室、端头支架硐室口各打一排单体液压支柱加强支护，考虑后期工作面安装需要，切眼中单体液压支柱距正帮距离为3.3m，排距为1.0m；每根单体液压支柱必须穿靴戴帽并挂防倒绳，以防单体液压支柱倾倒伤人；单体支柱初撑力不得小于90kN。

3 施工方案及掘进工艺

（1）施工方案。由于201工作面切眼巷道断面较大，12CM15型连续采煤机截割头宽度为3.3m，无法一次截割至设计断面，为实现安全、快速掘进的目的，根据巷道的煤岩特性、地质及施工条件，考虑到201工作面开切眼的施工工期要求，决定采用交替掘进、掘支平行作业、一次成巷的施工工艺，掘进时先使用连采机进行切槽3.3m，然后采垛1.7m，先掘进5.0m宽断面7m后，进行永久支护，当5.0m宽断面掘进超过20m后，开始刷帮，刷帮宽度为3.3m，然后交替进行作业，刷帮完毕后单体液压支柱及时跟进工作面，锚杆机进行刷帮侧永久支护，同时连采机移到5.0m宽断面继续向前掘进，实现巷道掘进与支护平行作业，降低支护作业影响时间，达到快速掘进的目的。

（2）掘进工艺。采用连续采煤机进行截割，使用梭车、给料破碎机和顺槽胶带机共同完成煤炭运输。

（3） 掘进循环进尺。巷道正常掘进时，若顶板完好无裂隙，循环进尺为5m，最大空顶距为7m；若顶板有裂隙但不破碎时，循环进尺为3m，最大空顶距为5m；当掘进遇地质构造或顶板破碎，极易冒落时，短掘短支，掘进1m支护1m。

4 结论

（1）掘进循环进尺为5m，采用“三八”制作业，两班生产，一班检修的劳动组织形式，正常情况下每个小班完成2个循环、每天完成4个循环，循环率按90%考虑。月进尺：S=5×4×30×90%=540m，则大断面切眼正常情况下只需要20天就可以实现贯通。

（2）从工时利用方面，一次成巷的施工工艺与两次成巷工艺相比，节约了大约1/3的时间，提高了效率，连采机在5.0m断面巷道正常掘进时，刷帮侧进行支护作业，同时尽可能在连采机掘进完毕一个循环时，锚杆机将上一循环支护完毕，降低了支护作业影响的时间。

（3）使用12CM15型连续采煤机配合10SC32-48B-5型梭车及CMM4-20型锚杆机，采用锚网索+单体液压支柱支护及先切槽、采垛、后刷帮，掘支平行作业，一次成巷的施工工艺，解决了宽度8.3-9.8m大断面开切眼掘进效率低的问题，实现了大断面开切眼安全快速掘进的目的，节约了成本，提高了生产效率。

作者简介：任崇鹏（1983-），男，山东临沂人，本科，工程师，生产技术部副主任，主要从事技术管理工作。