浅谈半煤岩巷快速掘进的施工技术

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　　[摘要]全面的总结了综掘机掘进、皮带输送机运输的机械化作业线，在半煤岩巷施工的关键技术技巧，为在半煤岩巷施工的综掘队伍提供了宝贵经验。
　　[关键词] 综掘施工 快速施工 掘进作业 支护作业
　　[中图分类号] U655.5 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-11-287-1
　　1工程简介
　　井田南距延安75Km，北距榆林市226km。井田位于陕北黄土高原腹地，属典型的黄土高原地貌景观。区内沟谷纵横，地形总趋势为西南高东北低，最高海拔位于西南部康家梁上，海拔+1519.0m；最低处位于东南角禾草沟煤矿河谷中，海拔+1121.2m，相对高差397.8m。沟谷呈树枝状分布，形成黄土梁、峁、沟相间地形。井田地址构造简单，总体构造形态为一向西缓倾的单斜构造，倾角1-3°局部发育有宽缓的波状起伏。区内构造复杂程度确定为简单类无岩浆活动，根据前期施工5号煤中央大巷可知5号煤顶板为铝土质泥岩和油页岩互层，层理发育且破碎，支护困难，对整个工期影响较大。
　　2技术特征
　　50102工作面回风巷开口位置位于5#煤中央回风大巷里程229.31m前进右帮45°开口。50102工作面回风巷全长3099.2m。断面为矩形掘进宽度5100mm，掘进高3050mm，掘进断面15.6m2，净宽5000mm，净高2800mm，净断面14m2，铺底150mm砼强度为C30。整个巷道采用φ20mm×2450mm的Ⅱ级左旋无纵肋螺纹钢筋锚杆，锚深2400mm，锚杆外露长度为50mm；每根锚杆使用3卷MSCK28/35型树脂药卷；单根锚固力不低于50kN，锚杆间排距800×800mm，菱形布置；托板采用Q235钢板规格为150×150×12mm；金属网采用φ6.5mm钢筋制作，网格100×100mm，搭接长度100mm；锚索采用规格为：φ17.8×7900mm钢绞线，间排距1800mm×1600mm，每根锚索使用5卷MSCK28/35型树脂药卷，锚索预应力不小于120kN，锚索锚固力不小于200kN，边上两根锚索向外与顶板外边缘成75°夹角。锚索托盘采用Q235钢板（300×300×10mm）+ W钢带（4000×230×5mm），锚索采用"3+3+3"矩形布置，并视围岩情况适当调整支护参数。
　　3综掘机施工顺序及工艺
　　3.1截割头操作、铲板升降
　　油缸回路通过四联多路换向阀（自动复位）分别控制操作4组油缸，即截割升降、回转、铲板升降、支撑油缸，并由这4组油缸来完成掘进机所需的各种动作。
　　3.2行走、输送机
　　行走、输送机回路通过比例减压阀来控制一个三联比例换向阀的动作来控制行走马达的正、反转，实现机器的前进、后退、转弯和输送机正反转。
　　3.3掘进作业
　　掘进机切割落岩石的程序是首先在工作面进行掏槽，掏槽位置一般在工作面的中下部。开始时机器逐步向前移动，切割头先切入工作面220mm，左右摆动切割头增加自由面，再向前移动200～300mm直至最佳切割深度。然后停止机器移动，使铲板紧贴工作面底板作为前支点，机尾的后支撑也同样贴紧底板，作为后支点，以提高机器在切割过程中的稳定性。最后再摆动悬臂，切割头切落出整个巷道的岩石。
　　3.4支护作业
　　3.4.1临时支护
　　临时支护采用锚杆前探梁。每根前探梁分别用两道吊环固定在紧靠工作面的两排锚杆上，前探梁上用木板梁（2500～4000mm×200mm×50mm）维护，木板梁两端伸出前探梁不小于200mm。
　　掘进机割出一个循环后，使截割头落地，闭锁截割部电机，断开掘进机上的电源开关和磁力启动器的隔离开关。非专职司机严禁操作掘进机。操作人员站在正式支护下，用不小于2.5m长的长柄工具处理干净顶帮的活矸（煤），并进行敲帮问顶。确保无问题后，人员站在永久锚杆支护下，挂联一片顶网。顶网联好后，施工人员及时用液压点柱顶起网片中央，全程必须有专人监护顶板及煤帮。顶板维护好后，撤出工作面所有人员，将掘进机退出工作面5m外，闭锁截割部电机，断开掘进机上的电源开关和磁力启动器的隔离开关，由外向里打顶锚杆、锚索。
　　3.4.2永久支护
　　（1）打、注顶部锚杆、锚索
　　采用MQT―130型锚杆机、Φ19mm中空六角钢钎杆、Φ32mm合金刚钻头钻锚杆（索）眼，锚杆眼深2450mm。用锚杆机安装顶部锚杆，钻完眼后，必须将眼内岩粉吹干净，用锚杆量眼的深度。眼深满足要求时，铺设Φ6.5×2000×900mm金属网；网格100×100mm；金属网之间搭接长度为100mm，每隔200mm使用双股16#铁丝绑扎一道，三花布置。然后安装锚杆，每个锚杆孔装入MSCK28/35锚固剂3卷，每个锚索孔装入MSCK28/35锚固剂5卷，首先用锚杆机把锚杆顶至外露长度为500-600mm时，再边顶边搅拌，搅拌时间为20s，使托板压紧金属网贴紧岩面后，停止搅拌。如果托板没有贴紧岩面，待锚固剂凝固后，紧固螺母，锚杆必须随打随紧固；锚索钢绞线安装完后3小时后上托板进行张拉预紧。
　　（2）打帮部锚杆
　　使用YT-28型凿岩机，Φ22mm中空六角钢钻杆，Φ32 mm“一”字型合金钢钻头打帮部锚杆眼。打完眼后，用扫眼器将眼内岩粉吹净。每眼装入MSCK28/35锚固剂3卷，首先用风锚机把锚杆顶至外露长度为500-600mm时，再边顶边搅拌，使托板紧密贴紧岩面后，停止搅拌。如果托板没有贴紧岩面，待锚固剂凝固后，紧固螺母，必要时加垫水泥托盘，保证紧贴岩面。
　　4施工效果
　　通过采取上述施工措施，再加上合理的施工组织和精细的管理，最高施工记录540m，平均月进尺420m以上，取得良好的施工效果，集中体现在以下几个方面：
　　（1）进度方面：50102工作面回风巷从2012年3月22日开工，竣工时间为2013年1月5日。其中包括施工与副斜井立交15m，全断面铺底工程，实现了快速施工。
　　（2）质量方面：分部工程及该单位工程均评定为合格。
　　（3）效益方面：仅用9个月的时间完成了3099.2m的工程，取得了良好的经济效益，超计划完成了施工任务，为50102工作面安装奠定了基础，得到了甲方的高度赞誉。
　　5小结
　　在施工半煤岩巷时，采取综掘机施工，皮带运输机运煤矸，锚网索联合支护，匹配良好的施工组织，可实现快速掘进。科学的施工方法是施工成败的先决条件。合理有效的组织和精细的管理是快速施工的重要保证。
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