李 坤

（晋能控股煤业集团有限公司同家梁矿，山西 大同 037003）

1 煤矿3304 巷掘进概况

以山西某煤矿为例，其设计生产能力可以达到750 Mt/年，每年需要开掘新的巷道长度约为1.5 m。在对薄煤进行掘进的过程汇总，巷道的掘进速度能够达到要求，可是对于厚煤层而言，其掘进速度相对缓慢，通常每年掘进的速度不到4 000 m，进而不能满足矿井生产的需要。由此可以看出，在分析厚煤层掘进速度时，通常需要探究工作面地质、掘进以及支护条件等，从而可以更好地优化巷道掘进快速与支护。

3304 巷沿着3 号煤层底板进行掘进作业时，经过测算发现煤层f 数值在2～3 范围内，厚度取值在8.2～9.4 m 之间，在煤层顶端位置是粉砂岩其厚度可以达到4.2 m。

2 巷道掘进地质与施工技术

2.1 地质概况以及相应的掘进技术

经过调查发现该煤层深度相对较深，同时地质结构相对复杂，地质结构起伏，从而给巷道的快速掘进以及支护产生了制约。在进行掘进的过程中，通常可以选用短掘短支方式，与此同时需要借助高强度的支护形式，从而能够有效地对巷道围岩进行控制，从而大大提高围岩的稳定性，可是巷道掘进时出现断面较大时，那么将大大增加巷道掘进的工作进度。与此同时，对于围岩控制而言，往往需要增加过多的锚杆以及锚索，因此将消耗一定的时间，进而降低工作效率。

2.2 掘进支护劳动作业条件分析

由于在井下作业时，当前所采用的机械化程度相对较低，在对巷道临时支护时，往往需要增加更多的前探梁。与此同时需要借助单体锚杆钻钻孔，同时需要设置锚杆以及锚索作为永久支护。

3 巷道快速掘进以及相应的支护技术

3.1 应用条件

在对矿井地质以及相应的开采情况进行分析可以发现，在提高巷道掘进以及相应的支护效率方面，往往可以从如下几个方面入手[1-2]：第一，在不出现安全隐患的条件下，可以适度地降低支护强度，并且对支护参数进行优处理，从而可以避免不必要的支护时间，从而可以提高工作效率；第二，在巷道临时支护以及永久支护过程中，可以融入自动化的理念，进而能够提高安装以及拆除支护的效率；第三，优巷道掘进与支护流程，使得支护与掘进保持同步。

3.2 快速掘进以及对应的支护技术

3.2.1 厚煤层快速掘进工艺

对于厚煤层掘进时，可以选择应用在空巷到掘进的机械化临时支护以及相应的掘进设，与此同时可以依据现场支护的需要对现有的设备进行优化，从而能够得到性能优良的掘进与临时支护设备。通过3304 巷道掘进的过程中，配置了综掘机相配备的ZLJ-20/21 机载临时支护机械，下页图1 表示相应的机械设备图。其能够达到空顶区临时快速临时支护的效果。经过工程实践发现，其可以保证空顶区域的安全性、快速支护，使得综掘工作面位置的掘进、支护以及锚等工作的有序进行，从而可以大大提高综采设备的自动化水平。

图1 机载临时支护设备结构示意图

3.2.2 优化大断面巷道支护

通过对临时支护工作面支护进行计算，进而优化巷道掘进参数，最终可以得到3304 巷道支护的有效参数。将断面形式改为梯形断面，同时在巷道两帮位置设置92°扎角，掘进断面的净面积可以达到18.62 m2。在巷道支护的过程中，可以锚杆排距设定为0.9～1.1 m 范围内。对于巷帮而言，所选用的排距设定为1.7 m×1.8 m。

对于3304 巷道而言，可以选用锚网索的形式进行支护，其参数如下所示：所选用的顶板支护锚杆为螺纹钢锚杆，规格为Φ22 mm×2.4 m，相应的排距间隔为0.75 m×0.9 m。通常在巷道顶板中间位置设置1 根锚索补强支护，其规格为Φ22 mm×8.5 m。在巷帮位置设置了5 根锚杆进行支护，其中在h 位置设置的锚杆参数为Φ20 mm×1.0 m，剩下的四根锚杆参数为Φ20 mm×2.0 m。对于巷帮锚杆而言，都选用螺纹钢锚杆，其间距设定为0.85 m×0.9 m。对于护巷煤柱顶板而言，可以在其下方是指一个锚索，其规格为Φ22mm×5.0m，设置的仰角范围为25°～30°之间。在位于巷帮中间位置可以一个锚索，其规格为Φ22 mm×3.5 m。对于实体煤帮间距而言，可以在1.7m 位置设置两个锚索，其规格选为Φ22 mm×8.5 m。图2 表示相应的巷道支护设计[3]。

图2 巷道支护示意图（单位：mm）

3.2.3 掘进支护平行作业

为了能够有效地使得掘进与支护相结合，因此可以使用掘进与支护平行的工作流程，从而能够提高掘进效率。与此同时可以有效地避免因支护对掘进工作效率产生影响，以此需要依据掘进巷道的工况，实施大断面巷道多级支护，主要包括如如下三个环节：临时支护、及时支护、滞后支护。与此同时可以确定各个支护的时间、间距以及强度。在对巷道进行支护的过程中，假如巷道顶板围岩处于稳定的状态时，可以选用机载临时支护装置，从而可以在空顶巷道上迅速的设置两排钢带。同时需要在巷帮施工上方设置两个锚杆，在掘进施工时都要设置一次。假如巷道掘进时，所经过的地质相对松软，那么巷帮锚杆需要紧跟掘进迎头。

3.3 应用效果

经过在3304 巷进行工程实践发现，对掘进与支护技术进行优化后，能够大大提高巷道掘进的效率，掘进尺度提高了90 m。通过对围岩参数监控发现，顶底板位移量可以达到165.3 mm，而相应的巷道位移量可以达到296.4 mm。在工作的过程中该巷帮围岩变化量在350～843 mm 之间，因此可以满足工程需要。