任楼煤矿底抽巷快速掘进施工工艺研究

任楼煤矿底抽巷快速掘进施工工艺研究

任楼煤矿底抽巷快速掘进施工工艺研究 高怀海 （皖北煤电集团任楼煤矿，安徽濉溪235123） 摘 要：底抽巷快速掘进是突出矿井水平、采区、采场“三大接替”顺利进行的根本保证。结合任楼矿Ⅱ7226N底抽巷掘进施工情况，通过对底抽巷掘进作业线设备配套选择和排矸系统的优化研究，提出了合理的劳动组织形式及机械化装备和工艺流程，实现了最大限度的底抽巷快速掘进，保证了采煤工作面顺利接续。 关键词：底抽巷；钻爆法；平行作业；施工工序 底抽巷是布置在煤层底板中的岩石巷道，是突出煤层井下抽采瓦斯的通道。底抽巷掘进在突出矿井安全生产中占有重要地位，对保持采掘平衡、保证可持续生产具有重要意义，因此，提高底抽巷施工速度成为突出煤矿生产亟待解决的问题。本文结合任楼煤矿Ⅱ7226N底抽巷掘进施工情况，针对底抽巷具有断面小、服务年限短、长度较长等特点，围绕底抽巷掘进生产全过程的主要工序进行研究和探索，从施工工艺、设施装备及劳动组织等方面进行分析探讨，为底抽巷的快速掘进提供一些有益的参考。 1 工程概况 根据矿井生产要求，Ⅱ7226N底抽巷以－720北大巷G88点为起点，按设计方案最终与Ⅱ7224底抽巷贯通，目的是为Ⅱ7226工作面抽放瓦斯服务。本区岩层呈近单斜构造，水文地质条件简单，岩性

多为细砂岩。巷道断面为直墙半圆拱形，巷道宽4.0m，高3.5m，巷道采用锚梁网喷支护。 2 底抽巷掘进施工工艺 2.1 基本工艺构成 任楼煤矿底抽巷掘进施工的基本工艺形式：气腿式凿岩机打炮眼—装药连线和放炮—通风除尘和有害气体—架设临时支架—清理浮石和修帮—喷射混凝土—打拱部锚杆钻孔—安装锚杆和挂网—耙斗装岩机装岩—皮带运输矸石至矸石仓。 2.2 主要工序作业方式 （1）破岩：普遍采用钻眼爆破法破岩，这是目前应用最广泛的破岩方法。作业方式采用YT?28气腿式凿岩机人工打眼，它适用于各种类型及不同断面大小的巷道，施工成本低；（2）装岩：采用 P?60B 型耙矸机装岩；（3）运输与调车：皮带输机的皮带运送矸石到矸石仓，再用P?60B耙矸机装矸石到1t标准矿车，人工推运矿车；（4）支护方式：锚梁网喷。 3 底抽巷快速掘进施工优化分析 3.1 运输形式的配套选择 岩巷施工普遍采用耙矸机装岩、矿车运输的排矸方式。耙矸机卸料槽下方通常一次只能存放1辆矿车，排矸过程中需频繁移动更换矿车，致使装岩无法连续进行，导致工作面有效作业时间缩短，极大地制约了掘进速度。为确保岩巷掘装岩运输的连续性，对出矸系统后配套设备的选型比较如下： （1）采用耙矸机装岩、JD?11.4kW 绞车提绞运输时需要的时间： 式中S为巷道掘进荒断面积，m2；M为炮眼深度，取1.7 m；η 为炮眼利用率，取 0.95；Kp为煤体松散系数，取 1.4；Vk为使

用底卸式矿车的容积，取0.8m3；t1为一部绞车一次调车时间，t1＝2L／V（L为一部绞车调车距离，一般取100m，V为绞车提升时平均运行速度，取47m／min，t为一次摘挂钩时间，取1min）；t2为耙矸机装满一车矸石所需要的时间。 （2）采用耙矸机装岩、皮带机运输时需要的时间： 计算两种运输方式所需时间并比较： 从以上计算看出，采用耙矸机装岩、JD?11.4kW绞车提绞运输所需时间是耙矸机装岩、皮带机运输方式所用时间的 1.7 倍。 3.2 耙矸机与巷道迎头相对位置关系分析 （1）掘进巷道合理空顶距分析。任楼煤矿Ⅱ7226N底抽巷的直接顶为砂质泥岩，厚度6m以上，直接底为1.8m的细粒砂岩，试验测得直接顶砂质泥岩的单轴抗压强度和抗拉强度为15.68和3.57MPa。根据任楼煤矿实际地质条件提出4种空顶距方案，即6，8，10和12m，空顶两侧向掘进工作面岩壁支撑段和锚杆支护段各延伸2m，即模型长度分别为 8，10，12，14m，模型垂直高度为5m。 采用MathCAD数值计算软件分析，分别得出6、8、10和12m循环进尺空顶距条件下模型各结点的水平应力分量。6m空顶距条件下，水平应力分布如图1所示，横坐标方向为巷道轴向方向，长度为12m，纵坐标方向为泥岩直接顶厚度方向，高度为5m，图中压应力为负值，拉应力为正值。横坐标和纵坐标均以0.5m为单位。 图1 6.0m空顶距沿巷道轴向水平应力分布图 由图1可得水平应力分布规律：在沿直接