大断面综采工作面切眼掘进一次成巷技术研究

李 军

（山西汾西矿业集团贺西煤矿，山西 柳林 033300）

工作面切眼的具体设计情况与每个生产环节都有着紧密联系，在实际施工作业开展时，采用的机械设备、自然地理环境、作业方式等都会影响掘进速度，因此，必须要做好施工技术分析工作，充分发挥出采用技术的作用。

1 煤矿概况

某煤矿的11509 工作面位于该煤矿的北四采区左翼，该工作面试北四采区的第三个工作面，主采煤区域厚度约为2.12 m，煤层为单斜结构，倾斜角度约为6°，通过对该采区情况进行分析可以发现，依据该区域地质情况，可以实现一次成巷。11509 工作面的整体长度约为215.5 m，断面宽为7.0 m，高度为2.5 m，切眼断面面积为17.5 m2。针对11509 工作面来说，原设计采区传统施工技术开展作业，具体施工开展时，要采取两次方式进行掘进，完成小断面施工后，施工人员要将驾驶掘进机退回到开口处，进行扩帮处理，而通过对11509 工作面的整体情况进行分析可以发现，剩余部分施工作业开展起来工序十分复杂，要将铺设后的皮带拆除，重新铺设，同时，在施工开展时要清理浮煤，具体清理起来难度大，作业面卫生环境差，具体标准化情况难以达到预期。总而言之，采取原设计方案，整体作业效率偏低，整个巷道成巷效率差，而且在实际开采期间，巷道容易受矿压影响，会发生二次破坏。

11509 工作面整体的具体生产衔接十分紧张，该工作面的生产情况对整个矿生产作业造成直接影响，因此，如果在具体生产时采取原施工技术开展相应施工作业，将会对后续生产作业产生不良影响，不仅浪费大量人力、财力，而且还会降低经济效益。针对11509 工作面情况进行全面研究，结合11509 工作面地质实际情况、顶底板特点、煤层状况，开采衔接要求，调整11509 工作面切眼支护后，最终决定采取一次成巷工艺，从而快速成巷，为后续开采作业提供支持。

2 切眼一次成巷掘进技术的具体应用

2.1 支护技术的应用

11509 工作面切眼口位于11509 皮带巷里1 658.5 m 处，在进行开口前需要对11509 皮带巷切眼开口位置21.5 m 内，采用螺纹钢锚杆+钢绞线锚索+钢筋+钢带+金属网方式加强支护。11509 皮带巷断面积约为11.05 m2，施工中采用2 锚杆间距离为90 cm，每排锚杆之间距离为105 cm，依据实际设计要求，每排需要设置6 个锚杆，施工锚索间距为200 cm，每排锚索间距离为98 cm，通过上述方式，能够避免在实际作业期间，大断面开口因为应力原因，导致开口处顶遭受严重破坏[1]。

2.2 开口处施工作业

针对切眼开口处，在实际施工开展时，施工人员通过对掘进机进行应用，完成开口处理，开口抹角尺寸大小为1.8 m×1.8 m，针对抹角范围采取钢绞线锚索+金属网支护。实际开采作业进行期间，在开口4.8 m 后安设锚墩，利用掘进机进行出煤作业，开口32.0 m 后，设置皮带，通过对其进行应用完成出煤，通过这一方式，能够省去炮掘开口人工出煤工作面，这在一定程度上降低了开采作业难度，而且也提高了开采效率[2]。

2.3 割煤流程

通过对11509 工作面情况进行分析可以发现，由于巷道断面较大，巷道掘进前主要分为两个步骤，通过两种工艺，能够形成一个相对完整循环，完成前一次循环后，再进入到下一次循环，整体作业开展时，能够避免的发生二次扰动，实现对切眼支护的保护，确保支护稳定，避免发生事故。一个完整循环施工流程如图1 所示。

图1 一个完整循环施工作业流程

2.4 处理特殊情况的技术措施

如果在实际开采期间遇到断层，需要对引起断层的原因进行分析，依据引起断层的具体原因，采取针对性措施进行处理。例如，岩石完整、顶板完好，对于顶板支护，需要采取正常方式完成支护作业[3]。若受外界各项因素影响，导致顶板出现了破碎情况，为了确保后续施工作业顺利进行，要及时采取小端面方式开展后续施工作业，采取这一方式处理，能够有效缩小锚杆间的具体排距大小，进行加强支护时，可以通过补强锚索方式实现[4]。

在实际开展时，施工人员需要观察顶板情况，若顶板发生了淋滴水现象，以及进行切割煤过程中能够听到放炮声时，为了保证后续施工作业顺利进行，提高开采产量，确保整个作业顺利进行，应当采取小断面方式开展相应施工作业。

2.5 观测顶板动压情况

开展切眼掘进期间，需要指派专人动态观察巷道动态矿压具体情况，为了确保通过观察能够获取到的精准数据，应对每间隔60 m 距离布置一组顶板离层仪，通过对其进行应用，能够实现对顶板具体情况的全面监测，掌握顶板的实际变化情况。具体监测期间，要注意下列内容：

1）确保通过监测获取到的各项数据都准确、有效，如果在实际监测中，发现获取到的数据异常，不得应用，并且要导致数据异常的原因进行分析，依据分析结果，制定合理措施处理，保证最终得到数据准确无误。

2）对于通过观察获取到的数据要进行全面分析，通过分析结果能够反映施工现场采用的支护方案是否合理，将数据作为判断支护方案的主要依据，为后续相应工作开展提供支持。

3 切眼掘进一次成巷技术创新与管理作业

3.1 技术创新

针对作业开展中采用的技术创新主要体现在以下几个方面：

1）采用切眼掘进一次成巷技术，在实际作业进行期间能够一次成巷，以免发生二次破坏问题，这大幅度提高了掘进效率，降低了维护巷道成本。

2）施工开展时，通过对角锚索进行应用，能够实现对顶板的支撑保护，特别是针对巷道两帮出现的变形情况，以及底鼓防情况能够起到良好防治作用。

3）将被动支护和主动支护两种方式合理结合到一起，提高支护效果，同时，通过大断面施工，能够为施工人员作业营造一个良好作业环境，并且可以大幅度降低相关人员的劳动强度[5]。

3.2 管理作业

1）适当优化劳动组织，对施工作业的各项工序进行科学安排，确保各项平行交叉作业，整体施工开展要始终都采取正规循环方式进行。开展切眼掘进作业期间，要对生产任务进行科学安排，做好施工班组编排作业，具体施工作业开展要严格按照事先制定好的生产任务进行，确保施工开展时，班组与班组间不会存在留尾作业，提高施工效率，减少安全事故的发生。

2）在11509 工作面切眼施工作业开展期间，要控制好施工中采用的掘进机，确保其始终都处于正常运行状态，确保能够在工期内竣工。

3）切眼一次成巷是一项复杂工作，该项工作能够取得成功会受到许多因素影响，主要影响因素包括巷道实际支护质量、锚固力与预紧力矩、锚杆排距、金属网质量与铺设等多项因素，每一项内容都必须要符合要求标准，只有这样才能够能保证切眼一次成巷质量能够达到预期[6]。由此可见，具体作业开展时，需要加强对切眼巷道支护实际质量情况的检查，并且要做好相应监督工作，指派专人对施工现场作业开展进行指导。

4 切眼掘进一次成巷技术取得的经济效益

将一些成巷技术应用到11509 工作面中，安全性高、速度快，能够实现切眼贯通，而且能够减少材料消耗量，节约时间成本，大幅度降低相关工作人员的劳动强度。具体体现如下：

1）切眼掘进一次成巷技术与两次成巷技术相比，可以节约工期约30%左右。

2）对于作业材料，能够节约一个帮的支护材料，发幅度降低了材料成本。

3）针对作业中采用的设备，在实际作业开展时，能够减少一个大循环设备搬运，减少该搬运设备的人力投入，降低施工难度，提高利用率。

5 结语

将切眼一次成巷技术应用在11509 工作面中取得了成功，通过具体分析情况可以确定，通过对这一技术的应用，能够合理加快巷道掘进速度，实现巷道具体情况的有效保护，并且能够保证综采与安装作业可以保持同步，这为现代锚杆支护技术的合理应用打下了一个坚实基础，对该项技术进行应用与推广是可行的。