浅埋深厚煤层大断面开切眼一次成巷技术

浅埋深厚煤层大断面开切眼一次成巷技术

刘芳  白瑞  李云龙

（华电煤业集团有限公司 隆德煤矿  陕西  榆林 719302）

摘要：华电煤业集团有限公司隆德煤矿2-2煤工作面大断面开切眼采用一次成巷施工工艺，本文主要针对2-2煤217开切眼一次成巷的支护设计、施工方法、工艺、矿压观测、施工效果检验、等方面经验进行了介绍和总结，对类似地质条件下的大断面开切眼实现安全、高效、快速、优质一次成巷掘进施工具有较强的借鉴意义和提供了重要的施工经验。

关键词：浅埋深；厚煤层；开切眼；大断面；一次成巷

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1  217开切眼地质概况

217开切眼工作面位于隆德煤矿井田西南部,北部为215工作面，巷道已完成掘进，尚未开始回采；南部和西部均为隆德煤矿井田边界。217开切眼平均埋深227.8m，煤层倾角＜1°，煤层赋存稳定，煤层厚度3.60-3.85m，平均3.70m。煤层在靠近开口处相对较厚，自南向北变薄，属稳定煤层。巷道顶板为泥岩（厚度0-0.5m）、粉砂质泥岩（厚度2.5-5m）、细粒砂岩、泥质粉砂岩（厚度7-12m），底板为粉砂质泥岩和粉砂岩（厚度为2-5m）。开切眼掘进范围内无较大地质构造，掘进期间涌水量较小，无水患危险。

2  217开切眼巷道布置及支护设计

217开切眼设计长度294.3m，矩形断面，掘进高度3.7m，掘进宽度8.3m。为便于后期综采工作面采煤机安装，设计在开切眼正帮，靠近胶运顺槽25m和回风顺槽25m，掘进2个煤机安装硐室，长×宽=25m×1.5m。设计在开切眼副帮掘进2个端头支架安装硐室，长×宽=7m×1.5m。考虑到安装综采设备时支架车调车，设计在开切眼副帮均匀布置4个长度11m，宽度5m调车硐室。217开切眼掘进总工程量402.4m。

217工作面开切眼顶板采用锚杆+网片+锚索+单体液压支柱联合支护。锚杆杆体钢材牌号：HRB335,直径18mm，长度2100mm。网片规格：Φ6.5×长4600/3700×宽1060mm钢筋网片。锚杆托盘规格：150×150×8mm蝶形托盘。每根锚杆使用1支CK2360树脂锚固剂锚固，锚杆间排距为1m×1m。锚杆锚固力不小于60KN,扭矩不小于120N·m。锚索支护采用Φ17.8×6500mm钢绞线锚索（7根钢丝捻制而成），托盘由240mm×240mm×14mm钢板加工而成。每根锚索使用 1支CK2360型、2支K2360型锚固，锚索间排距2m×2m。锚索预紧力不小于120KN,锚固力不小于200KN。

由于开切眼跨度较大，掘进期间开切眼原岩应力场遭到破坏，围岩应力重新分布，为了加强开切眼掘进期间和服务时间内巷道围岩管理，设计在距离开切眼正帮3.3m处支护一排液压单体支护，液压单体支护中心距1.2m。同时，在煤机安装硐室、开切眼与调车硐室巷道交叉口应力集中点、端头支架安装硐室口，各支护一排单体液压，液压单体支护中心距1.2m。开切眼液压单体支护型号：DW40/250A/110L，初撑力不小于90KN。液压单体支护支护时必须上有柱帽下有柱鞋，并用防倒绳连接。考虑到掘进期间煤炭运输，需在开切眼正帮安装胶带输送机与胶运顺槽搭接，为了确保给料破碎机和无轨胶轮车辆通过，确定先掘进开切眼副帮，将液压单体支护支护在距离开切眼副帮3.3m处，待掘进完工正帮砼底板竣工后，将副帮液压单体支护倒至距离正帮3.3m处。

3  217开切眼施工方法

217工作面开切眼在217胶运顺槽按照设计位置开口掘进,巷道施工采用一次成巷掘进，掘进层位一般情况下采取沿底掘进。首先掘进副帮，掘进宽度5.1m，高度3.7m，支护Φ6.5×4600×1060mm钢筋网片。副帮掘进30m后开始掘进正帮，掘进宽度3.2m，高度3.7m，支护Φ6.5×3700×1060mm钢筋网片，为了安全考虑，确定副帮掘进超前正帮不小于30m。正帮掘进完毕后单体支柱跟进工作面，考虑到连续采煤机、锚杆钻机、梭车掘进期间调车所需空间及掘进时顶板安全，确定液压单体支护滞后正帮侧迎头不得超过30m。掘进期间，副帮锚索滞后不超过18m，正帮锚索滞后全段面巷道不超过30m，迎头如遇顶板破碎等复杂地段，锚索支护必须紧跟工作面。正帮掘进约60m后，在正帮安装一部胶带运输机，胶带输送机机头与胶运顺槽胶带输送机搭接，机尾固定在给料破碎机转载卸煤点下部，用于转载运输煤炭。

4  217开切眼施工工艺

217开切眼掘进时，当顶板自稳能力较强、整体性较强时，掘进循环进度确定为8m，如遇地质构造等复杂地段，根据现场顶板情况，及时缩小循环进度，短掘短支，锚索支护必须紧跟工作面。根据循环进度及锚杆钻机设备尺寸，确定最小控顶距为2m，最大控顶距10m。

217开切眼掘进采用12CM15-10D型连续采煤机割煤。采煤机掘进期间边割煤，边运煤，运煤路线为：采煤机铲板耙抓→采煤机刮板输送机→梭车→给料破碎机→217开切眼正帮胶带输送机→217胶运顺槽胶运输送机→胶运大巷胶带输送机→主斜井胶带输送机→地面。割煤、运煤完成后，将梭车、采煤机依次退机至给料破碎机前方，然后将锚杆钻机调入空顶区域进行支护，支护时采用锚杆钻机临时支撑作为临时支护，支护顺序由近及远直至工作面迎头。217开切眼掘进工作面设备配备见表2所示。

表2  掘进工作面设备配备

5  217开切眼矿压观测

217开切眼掘进期间安装DL-II顶离层仪的方法进行矿压观测，监测顶板深部及浅部位移情况，确保开切眼支护和围岩控制效果。顶板离层仪布置在三岔口处及调车硐室口，共计6组顶板离层仪观测测站。顶板离层仪深基点安装深度6.5m，浅基点安装深度2.1m。技术人员从安装之日起连续观测7天，然后每7天观测一次，并对观测数据进行整理分析。

6  217开切眼一次成巷效果

217开切眼一次成巷施工工期为37天，平均日掘进进尺10.9m，巷道成形好，掘进效率高，比二次成巷节约了一半时间，为综采工作面设备安装预留出大量的时间，保障了生产接续，有利于矿井高产高效。

217开切眼一次成巷掘进施工完成后，已累计进行矿压观测超过120天，开切眼顶板浅部和深部无离层下沉现象，巷道无明显变形，支护稳定可靠，围岩控制效果良好，施工安全系数高。

7  结论

隆德煤矿浅埋深厚煤层大断面217开切眼一次成巷技术，巷道成形好，围岩控制效果好，安全系数高。同时简化了施工工艺，提高了施工效率，是一种安全、高效、快速、优质的施工技术。对类似地质条件下的大断面开切眼实现科学、快速一次成巷掘进具有较强的借鉴意义和提供了重要的施工经验，具有较强的推广价值。

参考文献

[1]万夫兵,陈冰.大断面切眼一次成巷施工工艺优化与应用[J].江西煤炭科技,2024(02):8-10.

[2]韩天舒.大断面开切眼一次成巷技术[J].煤,2024,33(04):70-72.