刘 涛

（汾西矿业集团高阳煤矿， 山西 孝义 032300）

引言

某煤矿大断面巷道支护施工，有效提高了矿井巷道支护的利用率、通风、防冲及机电运输等方面的安全性。与此同时，为工作人员创设了较好的工作环境，利于严格控制企业成本、维护企业的经济效益，因而应有效运用大断面巷道支护技术。

1 大断面巷道支护改革状况分析

参照相关大断面支护改革文件标准、规定，进行了该矿21141 工作面大断面巷道支护、21172 工作面大断面巷道支护。21172 工作面属于主配采工作面，能实行该矿调整布局，达到大断面支护的最佳效果，该矿通过与院校合作，可结合工作面地质力学环境、深部巷道围岩情况，确定大断面、保证预应力、围岩稳定性、局部巷道封闭状态等方面的安装要求，从而为这一巷道支护提供指导。21172 工作面上巷及下巷设计长度分别为1 460 m、1 465 m，切眼尺寸为180 m，上、下巷均选择锚网索及36U 拱形可缩性支架支护作业，保留350 mm 左右让压距，设计巷道高度、宽度、掘进断面、净断面分别为5 m、6.2 m、32.5 m2、25 m2。锚杆使用的为Ф22 mm×2 500 mm 全螺纹等强锚杆、1 节ZK2350 型树脂药卷，将间排距设计为600 mm×600 mm，选用双层菱形金属网、钢绞线锚索，顶部有4根Ф18 mm×8 000 mm 锚索，两帮使用4 根Ф18 mm×6 000 mm 锚索，另外U 型钢棚间建议通过9 道连接板进行连接处理，目的是为提高支架的稳定，当前上巷、下巷分别掘进了700 m、430 m。

2 大断面支护改革、支护技术应用情况研究

大断面巷道内部容易发生工作面变形问题，这会对工作人员生命安全、项目进度构成直接的影响，因而需在施工前进行矿井内部深度探测、分析，如果存在监测图像内部煤矿巷道位移问题，应在第一时间分析相关参数变化，做好相应的记录工作。

2.1 提高管理人员的重视度

其一，煤矿企业定期组织专题会议非常必要，要求正确看待安全掘进、巷道支护改革相关工作，提高该方面的重视以便为巷道支护改革奠定坚实基础[1]。其二，需要基础区队联系具体状况实行任务合理分配、评定工程验收。其三，生产技术部门定期对快速掘进相关经验进行总结、分析，借助矿区OA 自动办公系统的作用，及时发布一些快速掘进相关论文，有效调动相关工作人员参与进来，然后给出相应的建议、反馈，目的是为了快速掘进持续改进工作奠定坚实的基础。其四，每周为单位开展顶板管理例会及掘进例会活动，主要分析大断面巷道支护常见问题，针对未严格遵照施工者予以相应的惩处，认真按照要求施工者给予一定的奖励，从而有效调动基层单位快速掘进的工作热情。其五，由调度室整理上巷进尺、下巷进尺方面内容，并将其作为调度会通报的主要部分，旨在细化统计工作面进尺、锚杆质量相关工作，在发生生产问题时及时处理。

2.2 施工工艺方法的优化对策

生产技术部门需联系具体状况作以总结、对比、分析等处理，在此之后编制该矿大断面巷道支护方案用以满足安全生产的具体需要，为加工、现场施工提供良好的支持[2]。为降低巷道高度所致施工挑战性大的问题，建议使用大功率、截割大宽度，以及高度高等的综掘机，通过台阶法进行施工作业，将巷道按照2个部分施行，上部割出施工台阶的深度、高度分别为1.2 m、2.6 m。工作人员在台阶上施工顶板、煤墙护帮网，对断面高重新搭设工作台问题进行处理的效果理想，而且能够规范工作人员上操作台行为、下工作台行为。不仅如此，断面大的情况下建议采取综掘机，及时割出两侧棚腿的位置并实行打锚网操作，应遵循中腰线、相关标准架设棚柜，然后实行U 型卡将腿固定于帮锚杆位置，将原上梁掘进机截割头第二环截齿挑梁转变，此时架棚经45 min 左右降低至20 min 左右，可有效节省操作的时间。使用风动锚杆安装机具，对锚杆螺丝作以紧固，并有效改变原上锚杆螺丝人工扳手处理的模式，每根节省时间约5 min 左右，锚杆预紧力加强，这时可通过卡缆并环提高棚腿连接部位强度及固定的效果，认真实行连接、棚梁搭接位置标记操作，从而利于从根本上保证架棚的整体质量。

2.3 多工序平行作业要点

完成正前卸压爆破孔和两侧卸压爆破孔平行作业，进行煤壁注水、大型材料运输，以及道轨延伸铺设、各个管路及风筒延伸等工作，以此严格控制各项操作的时间。除此之外，应该将放卸压炮安排在交接工作时，其他工作人员认真做好施工准备工作，使用EDS0200 综掘机的能力较强，可加快出煤的速度，确保巷道整体成型的效果。采用特殊底皮带凹形托辊装置，可运输小型支护材料，达到平行作业的具体标准。在进行顶帮锚杆安装时，在滞后窝面＜6 m 范围顶部锚索作以安设处理，以此确保支护作业的效率，要求遵循相关标准完成顶部离层仪、锚杆测力计安装相关工作，然后实行矿压观测、平行作业[3-4]。与此同时，应使用功率较大的综掘机，开掘进机时安排1 人看灯，主要负责安全问题；1 人负责胶带输送机安全运行其他运料，做好相关准备工作。此外，结合煤体软硬程度应用帮锚杆后工作面为8 m，可获得平行作业的效果。

2.4 配置相应的装备

获得企业方面支持的同时，定期引进先进的设备，能满足快速掘进的要求，对整体布局作以调整，并充分发挥出设备的最大应用价值。采用EDS-200 型综掘机能提高出煤的安全、效率，在这个过程使用气动手持钻机紧固卡缆螺丝、锚杆螺丝，主要的目的为加强锚杆预紧力、提升锚杆安装的速度，使得安装质量得到有效保障[5]。值得一提的是，风动锚杆钻机及风动锚索钻机的使用，在减少锚杆施工、锚索孔施工的时间方面优势突出，同时能够确保钻孔施工质量、加快打锚杆支护的速度[6]。

3 大断面巷道支护效果探讨

3.1 在安全生产方面的效果

随着断面、巷道高度、宽度等的不断加大，致使巷道四周支撑压力高峰区容易受到煤层深部转移，这时支撑压力高峰区和巷道间煤体厚度发生变化，所以冲击作用下煤体缓冲应力释放，巷道破坏、冲击地压作用下造成的影响较大，而且抗变形能力得以提升，有助于很好的处理冲击地压问题、巷道压力大问题，并加强抗变形方面能力。冲击地压的发生允许巷道变形量增加，可释放煤体应力，提供一定的让压空间，有助于加强对工作人员的保护，冲击地压后恢复生产的时间得以控制，究其原因和巷道使用大断面强联锁、强支护存在紧密关联性，故此会在变形问题发生后恢复正常作业。大断面巷道掘进后风筒经原Ф600 mm 增加到Ф1 000 mm 变化，局部通风机通过28 kW 增加到110 kW 变化，掘进供风能力由250 m3/min 增加到850 m3/min 变化，综放工作面风量会≥1 600 m3/min，这时21141 工作面、21172 工作面瓦斯浓度降低至0.3%左右。不仅如此，全矿井通风阻力下降，矿井负压经2 600 Pa 降低到1 800 Pa 左右，并可保证通风系统的稳定性，降低矿井通风机高负压通风，对治理瓦斯和煤层自然防护的影响较大。大断面锚网索和36U型钢支护，会按照被动到主动的方向进行支护方面改变，能够很好的利用锚网和锚索，防止发生软煤体、煤体氧化升温、火灾事件等情况。大断面支护巷道通行、运料均非常便捷，可提高工作人员工作便捷性、舒适度，确保工作的安全空间及工作环境充足，大断面巷道支护改革有助于在第一时间消除回采工作面超前应力区域爬行通道，还能维护工作人员的权益、确保工作人员的健康[7-8]。

3.2 在经济效益方面的效果

21172 工作面使用的为大断面巷道支护，可有效提高大断面巷道支护作业的效益。21201 工作面下巷会采用锚网及工字钢拱形支架进行支护作业，巷道断面面积在15 m2左右，巷道初始掘进材料的资金约为5 780 万元/m，掘进巷道费用为1 700 元/m，这一巷道压力非常大、支护强弱扩修3 次，累计材料费用为11 790 元/m。21172 下巷会采用高强度锚网索和36U大断面支护，巷道断面在20 m2左右，巷道掘进数月核算巷道初始掘进材料费用为14 000 元/m，工作人员工资3 850 元/m。

4 结语

大断面掘进作业施行后，确定了大断面巷道支护规范、相关标准，可为煤巷支护时禁止返修打下良好的基础，如此一来能够达到长壁工作面生产断面要求的同时，使得回采动压简化、顺利进行超前加强支护作业，明确支护技术的发展方向。同时采煤技术持续完善开采深度加大、地下深层环境较差，煤矿企业为提高开采工作量，应明确开采安全方面的相关标准，科学运用支护技术进行处理，以此提高大断面巷道支护的整体效率和安全性。