王光金

（兖矿集团鲍店煤矿，山东 济宁 273500）

复杂地质条件下安全快速掘进技术的探索与实践

王光金

（兖矿集团鲍店煤矿，山东 济宁 273500）

随着煤矿开采技术的进步，煤矿大断面、煤巷综合机械化掘进技术也越来越先进，鲍店煤矿83上01工作面，顺槽长度达2800m，切眼宽度达280m，顺槽宽5m，切眼宽度9.5m。83上01工作面顺槽及切眼施工过程揭露断层、地质构造带发育多、涌水量大、煤层倾角变化大，地质条件复杂，巷道支护、瓦斯管理、供风管理、涌水控制以及大型综掘机施工、长距离胶带输送机煤流系统、长距离供电等技术难题，制约着巷道安全高效掘进。施工坚持技术管理并行，联合制定施工技术方案，进行技术攻关，解决了煤巷锚网支护、瓦斯、水害、顶板隐患防治中的重点技术难题，保证了安全高效掘进，同时保证了施工质量。

地质条件；远距离；大断面；综合机械化

1 巷道供风

八采一号、二号探巷最长供风距离达3000m。顺槽掘进期间选用2×37kW型大功率对旋风机，风机供风量达500m3/min。风筒选型为1000mm风筒。该局部通风机的应用有效实现对掘进工作面的长距离、大功率风量输送，使巷道温度比原2×22kW对旋局部通风机下降了2℃以上，有效风量提高了60%以上。保证了安全生产，改善了职工作业环境。

2 涌水控制

八采区底板涌水大，巷道掘进期间正常涌水量为20m3/h，最大涌水量为105m3/h。由于巷道距离长，水害控制对于安全生产至关重要。巷道掘进期间及时施工排水硐室，八采一号探巷布置在巷道西帮，八采二号探巷布置在巷道东帮，排水硐室尺寸为长×宽×高：3m×2m×2．5m。排水硐室内施工长×深×宽：2m×1．5m×2m。所有低洼点掘进期间，及时使用掘进机截割及爆破作业施工排水硐室。在下山距离超300m的巷道，必须及时施工接力排水硐室。在八采二号探巷迎头低洼点，安设75kW大功率排水泵、正常排水点安设22kW排水泵，所有排水点备齐双泵双开关。在涌水大排水点，同时安设2台风泵备用，防止停电造成巷道积水。在八采一号、二号探巷与南翼回风石门施工泄水孔，进行排水系统优化。

3 瓦斯管理

在迎头及回风口，安设瓦斯监测仪。加工瓦斯检测仪悬挂箱，便于前移瓦检仪。工长亲自对工作地点的瓦斯监测仪与线路进行检查。当瓦斯超限或监测系统报警时，按避灾路线及时撤人。现场瓦斯浓度超限，工班长有权责令现场人员停止作业，将人员撤到安全地点，在回风口新鲜风流处，设置栅栏、揭示警标，并及时向矿调度室和通风调度汇报。

4 揭露断层、地质构造带的巷道支护及施工

八采一号、二号探巷、切眼揭露多条落差较大断层，VIII-F16断层落差达4m、VIII-F15断层落差达5m等，由于八采区地质资料不清晰，掘进期间巷道的掘进坡度控制极为重要，在巷道正常跟底掘进期间，顶、底板出现岩石异常后，现场施工人员第一时间汇报单位，由技术人员及地质测量科到现场进行勘测。在地质不明的情况下，首先采用施工钻孔的方式进行探测地质情况，在分析、探明迎头情况后，方可制定掘进计划，过断层期间严格检测气体及瓦斯的检测制度，每班施工钻孔不少于2个，探测深度不小于5m。瓦斯、涌水无异常方可继续掘进。揭露断层及地质构造带，及时改变原支护形式，顶板采用钢带代替锚杆，采取施工锚索及顺槽钢带锚索，架设DFB金属顶梁棚支护形式加强顶板支护。

5 煤层分岔区的探测及通过

八采区煤层属3煤，在采区南部，煤层分为3上、3下煤，按照采煤工艺，在煤层分岔区前巷道跟3煤底板掘进，进入煤层分岔区后跟随3上煤底板掘进，对于煤层分岔区的控制，坚持地质资料为指导，现场探测及观测为主的方式进行准确控制，在巷道掘进期间，进入预测煤层分岔区200m位置开始，每班观察巷道夹矸发育情况，距离预测煤层分岔区100m位置开始，每天进行一次巷道底板探测。当发现巷道发育逐渐变厚的夹矸后，加强底板探测（看穿过底板岩石是否有煤，初期探2m），以夹矸后0．5m为基准，探测一次底板煤岩情况（探深7m），若底板下均为岩石，可判定揭露3煤分岔线，巷道及时变坡，跟夹矸上面掘进。为加强3煤分岔线的判断准确性，在跟夹矸上面掘进后，仍要坚持往前掘进100m范围的底板探测，以确定夹矸厚度及穿过夹矸下为3下煤，以保证技术的准确性。

6 工作面停采线的控制

为保证83上01工作面停采线的控制，采取八采二号探巷掘进超前八采一号探巷（约400m）方式掘进，因八采二号探巷首先揭露83上01工作面3煤层分岔线，八采一号探巷拖后350m揭露煤层分岔线，在八采二号探巷通过并确3煤分岔线位置后，在八采一号探巷掘进该位置，巷道起坡跟底掘进，在达到八采一号探巷侧煤层分岔线预测位置，进行底板探测（是否有夹矸），在底板煤层下探测到0．5m后夹矸后，确定八采一号探巷侧煤层分岔线预测位置，巷道施工平巷跟夹矸上面（即3上煤底板）掘进，完成工作面停采线掘进施工的设计要求。

7 供电及胶带输送机

由于顺槽距离长，供电压降大，在巷道施工至1300m时，增设1台1140V变压器（KBSGZY-800/6）、1台660V变压器（KBSGZY-630/6），进行电压补偿，保证迎头正常用电电压。巷道距离长采用SSJ-150型胶带输送机（运距1300m，带宽1000m，功率75kW），掘进在施工至1300m前使用1部SSJ-150型胶带输送机，巷道掘进距离超过1300m时，撑宽胶带输送机接力硐室，安设第二部接力胶带输送机。

8 大功率综掘机

长距离、大断面掘进施工采用大功率掘进机，EBZ230掘进机：总长（不带附加运输机）：10．5m；总宽：3．2m；总高（最小）：1．72m；总重68t；总功率：320kW；电压：1140V；爬坡能力±18°；切割硬度：≤80MPa；切割高度：5m；切割宽度：6．5m；切割面积：32m2。大功率掘进机的使用极大提高了截割速度与出煤速度，每循环（2排）截割时间控制在30min之内，同时EBZ230掘进机破岩、爬坡能力强，与SSJ-150型胶带输送机的配合。EBZ230掘进机配合机载临时支护的使用，替代了普通前探梁，实现临时支护的机械化操作。

9 单轨吊运人、运料

八采一号、二号探巷顺槽长度长，行人距离达2700m，需使用6部25kW绞车及1部SQ-800/110型连续牵引车，运输环节复杂，安全系数低，车辆掉道率高，运料效率低，平均每进2车料，进车出车需要2小时以上。巷道距离远，人员来回需要至少行走1．5小时以上。为解决行人、运料以上问题，巷道采用单轨吊进行运人、运料，选用DZ22003+3型沙尔夫单轨机车，该机车使用80kW四缸涡轮柴油发动机为动力，8驱动轮组进行牵引，自带尾气过滤及机车冷却系统，最大提升能力达20t，运行速度最快可达2m/s，机车油箱经改造后，由原来140L油量增加到1000L，机车有可靠的信号、显示、报警及制动系统。运行轨道采用重型单轨吊梁。采用使用锚杆及配合锚链进行固定。八采一号、二号探巷掘进施工中单轨吊的使用，将运人、运料时间缩短至单趟20分钟，单趟运人20人，单钩砸车2车。单轨的使用为节约劳动力、改善职工作业环境、加快运料速度，提供的有力保证，极大促进了安全高效掘进。

10 切眼大断面及9m大抹角的施工

83上01切眼全宽9．5m，施工机窝后巷道全宽达12m，为目前鲍店煤矿最大的切眼，切眼采用先导硐（5m）后刷宽（4．5m）的方式，切眼分上下两段由两个队伍两部掘进机、两套出煤系统同时施工，贯通后采取掘进机“X”型对调方式继续往前进行刷宽，不再进调头。巷道采用钢带锚网锚索支护方式，在此基础上，距切眼前壁及后壁各2900mm架设两趟顺山DFB金属顶梁棚，在刷宽侧施工1趟顺山钢带锚索支护方式，加强顶板支护。切眼单体液压支护采用一次成型，改变了以往切眼成型后改单体的额外劳动量。切眼机窝采用掘进机一次成型，支护采取边锚网锚索支护刷宽后边架设顺山DFB金属顶梁棚的方式，保证了及时支护。83上01切眼两端头抹角，半径达9m，如此大尺寸抹角施工也是鲍店煤矿首例，两端头抹角采取了两种施工工艺，均取得了良好的施工效果。方法1：采用现将顺槽掘进至设计位置后，在巷道抹角范围施工2趟顺山钢带锚索，缩胶带输送机、退掘进机后，逐排抹角，钢带布置垂直于切眼中线。方法2：采用顺槽掘进期间，边掘边抹的方式进行，钢带布置垂直于顺槽中线线。抹角实现了快速、安全施工，且成型良好，达到设计要求。

11 结语

83上01工作面超期矿预定工期半个月完成全部工程施工，在地质条件不明、复杂地质条件下，完成了大断面、远距离巷道掘进，为下一步八采区及七采区长距离、复杂地质条件下的掘进积累了丰富经验，促进了掘进施工工艺的不断发展。是安全高效综掘机械化掘进的在新领域的不断探索，具有很好的安全及技术意义。

TD263.2

A

1671-0711（2017）09（上）-0206-02