李娇龙,李 稳,张江全

(华亭煤业集团新窑煤矿， 甘肃 平凉市 744201)

新窑煤矿4503开切眼左右迈步式一次成巷技术的应用

李娇龙,李 稳,张江全

(华亭煤业集团新窑煤矿， 甘肃 平凉市 744201)

介绍了采用左右迈步式一次成巷施工方法施工切眼，其中合理的断面参数、超前步距及支护方式是实现安全、高效的前提条件，为同类地质条件下施工切眼巷道提供参考价值。

切眼；左右迈步式；一次成巷

1 工程概况

新窑煤矿4503开切眼布置在900～930.8 m水平，位于四采区煤5层内，开口设计方位164°27′19″，巷道坡度16°54′，上部为4502工作面采空区，下部未受采动影响，西接新柏煤矿井田边界保护煤柱，设计工程量120 m。

该巷其顶板主要为泥岩，厚度约3.36 m；底板主要为泥岩、炭质泥岩、砂岩，平均厚度3.95 m，遇水易膨胀，该区域内煤质松软，矿压约显现明显，夹矸处煤层易离层。

2 断面参数

矿井原下开切眼巷道断面为矩形，矩形断面巷道虽空间利用率高，但巷道顶板受力不均容易下沉，巷角容易出现应力集中现象，且考虑到巷道顶板会有一定下沉，所以巷道断面采用微弧直墙拱断面形状(见图1)，巷掘宽6.6 m(净宽6.48 m)，掘高3.26 m(净高3.2 m)，墙高2.7 m，拱高0.56 m,掘断面积20.23 m2(净断面积19.58 m2)，使巷道顶板受力更均匀，巷角采用圆弧连接消除应力集中现象。

图1 巷道断面(单位：mm)

3 掘进方式

4503开切眼采用S100A煤巷掘进机掘进及破煤、装载。采用全断面分左右迈步式一次成巷掘进法从切眼下口向上掘进(见图2),先掘进全断面的左半部分(掘宽3.6 m)，后掘进全断面的右半部分(掘宽3.0 m)。左半部分和右半部分每次掘进0.8 m，每两个单班为一个循环，每个单班掘进2.4 m。

4 合理步距确定

左右分半施工时，左半部分超前右半部分步距是否合理，直接影响着巷道顶板下沉量的多少，顶板支护是否能及时有效，能不能最大限度超前释放巷道施工过程中的围岩压力。实践表明：左半部分掘进超前右半部分10排(8 m)，将巷道掘进施工中大部分压力超前释放，巷道掘进茬面压力显现较小，但是因左右分半施工，巷道围岩压力存在二次分布情况，顶板下沉量大。左半部分掘进超右半部分4排(3.2 m)时，巷道顶板下沉量小，容易控制，但巷道掘进施工中大部分压力不能很好超前释放，巷道掘进茬面压力显现较大，煤炮平繁。当左半施工超前右半部分6～8排(4.8～6.4 m)时，正好能将巷道掘进中大部分超前压力释放，并且巷道顶板下沉量较小，最终决定左半部分超前右半部分8排。

5 支护方式

5.1 临时支护

4503开切眼掘进左半部分右帮、茬面采用Φ20 mm×1500 mm钢锚杆临时支护，锚杆数量和角度根据实际施工和煤层变化情况而定，具体以能保证安全和控制巷道成形为原则。

5.2 永久支护

(1) 左半部分顶板支护。左半部分顶板每排布置5根Φ20 mm×2400 mm锚杆，间排距均为800 mm,并配套型号3600 mm×100 mm×10 mmT形钢带及150 mm×150 mm高强度蝶形托板，铺挂50 mm×50 mm菱形金属网，锚索布置在两排锚杆之间，采用Φ21.8 mm×8300 mm及Φ17.8 mm×4500 mm两种呈插花形布置，每排布置3根，间距1000 mm,排距800 mm,即第一排布置Φ21.8 mm×8300 mm锚索，第二排布置Φ17.8 mm×4500 mm锚索。

(2) 右半部分顶板支护。右半部分顶板每排布置4根Φ20 mm×2400 mm锚杆，间排距均为800 mm,并配套型号3000 mm×100 mm×10 mmT形钢带及150 mm×150 mm高强度蝶形托板，铺挂50 mm×50 mm菱形金属网，锚索布置在两排锚杆之间，采用Φ21.8 mm×8300 mm及Φ17.8 mm×4500 mm两种呈插花形布置，每排布置4根，间距1000 mm,排距800 mm,即第一排布置Φ21.8 mm×8300 mm锚索，第二排布置Φ17.8 mm×4500 mm锚索。

(3) 巷帮支护。切眼左右巷帮每排均布置4根Φ20 mm×2400 mm锚杆，排距均为800 mm，其中靠顶板、底板侧锚杆与巷帮呈15°夹角配套型号2700 mm×100 mm×10 mm T形钢带，铺挂50 mm×50 mm菱形金属网支护。

5.3 后巷加固

开切眼后巷采用单体柱、铰接顶梁、木垛联合加固，单体柱双排布置配合1.0 m铰接顶梁沿开切眼倾向加固支护，排距2.4 m，距离巷帮2.1 m，柱距0.8 m，滞后刷大部分8 m打设。木垛布置在单体柱与巷帮间，每隔5 m在巷道两侧交替架设一组木垛，木垛架设不得滞后刷大部分15 m。

6 结 论

(1) 巷道断面选用拱形顶板、直墙的形状，不仅施工快捷简便，还能够将顶板压力有效分解，改善巷道围岩的受力状态，提高巷道围岩的承载能力，同时也给出了顶板变形空间。

(2) 采用不同长度锚索及锚杆可以从不同层位上控制顶板，既起到悬吊作用，又形成组合拱作用，组合拱可以承担冒落岩层以及软弱岩层的重量，还可以增加岩体的硬度，防止巷道围岩的松动变形，充分利用围岩自身承载能力，加固拱的作用。

图2 全断面左右迈步式一次成巷左超右步距及顶板支护

(3) 左半部分施工超前右半部分4.8～6.4 m最为适宜，既能有效释放超前压力，又能及时有效进行顶板支护，减小压力二次重新分布造成顶板下沉(经过计算分析，掘进茬面超前2.4 m范围，后巷距茬面8 m范围内顶板压力大)，且后巷液压单体柱距掘进茬面距离不得大于8 m时，能有效控制顶板下沉量。

[1]杨双索.回采巷道围岩控制理论及锚固结构支护原理[M].北京：煤炭工业出版社，2004.

[2]刘文岗,牛铁奇.高强组合锚杆锚索补强支护技术在综放工作面切眼支护控制中的应用[J].中国矿业,2005(08).

[3]张 岩,位长河,杨广利.锚杆锚索加钢带联合支护在综放面快速安装及回撤中的应用[J].煤矿开采,2008(02).

[4]石凡生.锚网、锚索支护技术在大断面切眼的应用[J].煤矿支护，2002(01).

[5]孙 义.锚索吊钢梁联合支护在综放切眼顶板支护中的应用[J].煤炭技术，2006(04).

2013-11-21)

李娇龙(1986-)男，陕西宝鸡市人，本科，助理工程师，从事煤矿井下巷道掘进技术管理工作,Email:bodolw@126.com。