聂垚臻

（晋能控股集团云冈矿，山西 大同 037017）

1 概况

同煤集团云冈矿12 号煤层406 盘区8617 工作面煤层的平均厚度为7.2 m，直接顶是中细粒砂岩和砂质页岩互层，平均煤层厚度为26.73 m，直接底是粉细砂岩互层，平均煤层厚度为11.44 m，煤层倾角较小，平均3°，属于缓倾斜煤层[1]。在回采的过程中，由于采掘设备尺寸较大，安装过程中需要较大断面的切巷，尺寸为宽8.8 m，高3.5 m，整个巷道的开采长度为165 m。

2 施工工艺

根据掘进工作面现场情况，确定巷道掘进施工工艺主要包括割煤、装煤、运煤、支护等[2]。

2.1 截割作业

采用12CM12-10D 型[3]连续采煤机进行割煤，按照每进尺6 m 循环一次的方式进行，对顶板出现破碎或裂隙比较发育的地方，按照短距离掘进、短距离支护的方式进行，即按照掘进3 m 支护3 m 的方式。在掘进过程中确保一次成巷，包括切槽和采垛，操作人员在激光导向仪的作用下，从激光左侧开始进刀，在截割深度达到6 m 时撤回采煤机，同时将采煤机调转到巷道的另一侧，通过激光线确定机器位置，完成剩余宽度的采垛作业。具体工序如图1。

图1 截割工序示意图

2.2 截割循环

采煤机截割循环作业[4]的示意图如图2。在截割时先进行升刀，将采煤机的截割头调整到巷道的顶板位置，接着进行扫顶，将上一刀预留下的煤皮扫去，接着进行进刀，将截割头降低后切入煤层中，然后进行割煤作业，将截割头自上而下切入到煤层中，在到达巷道底板后进行拉底，使采煤机向后撤回800 mm，以确保底煤割完，待余煤全部装完后，将采煤机的截割头调转到巷道顶板处，进行升刀，开始下一个循环作业。在整个过程中，采煤机每循环一刀，工作面会向前推进900 mm，在掘进工作全部完成后，在巷道右帮对掘进进尺及日期进行记录。

图2 截割循环示意图

2.3 装煤、运煤工序

采用自动化装煤，在截割时，确保割下的煤落在采煤机的收集头机构中，通过爬爪装载机构连续不断地运转，将割下的煤装到输送机中，通过输送机来完成装煤作业。运煤时使用梭车，先将梭车的前方装满，然后用输送机将煤拉向后方，在梭车全部装满后，将煤转送到破碎机中进行破碎，通过胶带输送机将煤输出。

2.4 支护

采煤机在完成一次6 m 的循环割煤后，将锚杆机推入，在工作面的空顶处进行临时支护，然后再进行锚杆永久支护，将锚杆紧固。

2.5 确定空顶距

对巷道顶板进行永久支护时，要确定支护的最大空顶距和最小空顶距。由于采煤机在连续采煤时要留有足够的进刀空间，因此，确保最小空顶距为1 m，考虑安全因素，操作人员不能在空顶下进行作业，因此，确保最大空顶距为7 m。

2.6 各工序相互配合

在正常的循环采煤作业中，在梭车停稳接煤后，要立即开始进行装煤，梭车要做好及时装煤的准备，确保煤装入梭车车斗时不会撒出来，也不会对跟机的电缆和水管等设施造成损坏，在装卸时能及时运走，支护和掘进作业要同时进行。每进行一次循环，要将采煤机调整到巷道的另一侧进行掘进，此时要立即对空顶区域进行锚杆支护，各工序之间互相协调，确保采煤安全，稳定产出率。

3 支护方式

3.1 锚杆支护

选用Ф18 mm×1700 mm 的螺纹钢锚杆进行支护，锚杆排距为1000 mm，间距为950 mm，沿巷道的中心线进行锚杆布置，每排布置9 根锚杆，采用W 型钢带，每根钢带之间使用公用的叠加眼，使锚杆和钢带对顶板起连接作用。

3.2 锚索支护

选用Ф17.8 mm×8000 mm 的锚索支护，锚索沿巷道中心线进行布置，每排布设4 根锚索，排距2000 mm，间距2000 mm，钢梁眼距为2000 mm。

3.3 锚索组与带帽点柱工艺

在巷道中间布设锚索组支护，采用厚10 mm、长500 mm、宽300 mm 的钢板为托板，锚索组间留有300 mm 的眼距，使用2 根10 m 的钢绞线布置在两排锚索中。为了能及时观测到巷道顶板的状况，在两排锚索中间布置柱距为4000 mm 的带帽点柱，点柱与锚索组交错布置。顶板的支护示意图如图3。

图3 顶板支护示意图

3.4 护帮工艺

采煤帮一侧的护帮采用可回收的锚杆挂塑料网，古塘帮一侧的护帮采用普通的圆钢锚杆挂塑料网，从距离顶板500 mm 处开始，自上而下打两排锚杆，排距为1100 mm，间距为1400 mm。巷道支护设计如图4。

图4 巷道支护设计

4 应用效果

（1）采用配套的施工工艺和支护工艺，基本实现掘进、锚杆支护等工艺的连续化。

（2）采用切巷机掘一体化作业工艺后，提高了掘进速度，降低了顶板压力带来的安全问题，缓解了采掘接续衔接紧张局面，提高了支护质量和掘进效率。