沿空安全掘进技术及运用分析——以1010机巷为例

沿空安全掘进技术及运用分析——以1010机巷为例

陈龙 

淮北矿业集团有限责任公司孙疃煤矿 安徽 淮北  235119

摘要：为切实提高煤炭开采质量，做好煤炭资源的优化调配，对采空区问题进行有效的解决，全面提升煤炭开采与利用效率。本文将以1010机巷为例，对沿空安全掘进技术及运用进行分析与研讨，本文首先对1010机巷进行简单综述，其次对沿空安全掘进施工进行简析，最后对沿空安全掘进技术的运用进行分析，以供参考与借鉴。

关键词：沿空安全掘进；1010机巷；运用

引言：随着煤炭开采事业的不断发展与完善，我国煤炭开采深度也在随之不断的增加，为切实提高煤炭开采效率，降低开采成本。借助安全合理的掘进技术对巷道进行掘进已然成为当前煤炭开采行业的重要工作内容。

1、工程概况分析

为切实满足1010机巷沿空安全掘进施工建设要求，施工人员需要对1010机巷作业面进行机械化掘进施工，本次施工1010机巷作业面掘进总长度为2410m。1010机巷设计为沿空送巷，在附近的1011采空区存在5m的煤柱，在巷道掘进的过程中，需要对机电设备以及频繁的安装与拆卸，同时沿空掘进区域需要穿过地质条件复杂区域，一些外部因素对沿空安全掘进施工建设造成一定的影响，需要施工技术人员注意。

本次掘进施工需要使用锚索、锚固剂、钢带、方木以及顶部锚杆等施工辅助工具，同时，锚杆需要对岩石层面尽肯能垂直，其角度不能高于15度，锚杆需要固定有力，施工人员需要使用风动扳手将其拧紧。顶部锚杆的锚固力不能低于80KN，锚杆螺母扭力不能低于150N.m。

2、沿空安全掘进施工

随着我国矿井开采深度的不断加大，矿井开采范围逐渐变得越来越广，对煤矿采掘技术的要求也越来越高。沿空掘进作为一种新型的掘进方式，具有着较高的效率，在当前矿井生产过程中被广泛应用。但是在沿空掘进过程中，存在着诸多的安全问题。因此，为了更好地确保沿空掘进过程中的安全，必须要加强对沿空巷道掘进技术的研究与分析，结合矿井生产实际情况制定科学合理的安全保障措施[1]。

在煤矿开采过程中，由于受地质构造以及水文地质条件等因素的影响，经常会出现采空区。采空区内煤炭资源含量较高，若不能及时将其全部开采完毕，就会对整个矿井生产造成严重影响。因此，在进行煤矿开采过程中必须要加强对采空区的管理力度，确保采空区内煤炭资源能够得到有效的利用。如果不能有效解决沿空掘巷问题，就会对矿井生产造成严重影响。因此，必须要加强对沿空掘巷技术的研究与分析，充分了解其施工原理.

在沿空巷道施工过程中，主要采用的是单体液压支柱支护技术，这种支护技术能够有效地防止巷道出现变形问题。但是在进行单体液压支柱支护时，如果不能及时对顶板进行维护，就会导致顶板下沉速度加快，巷道出现变形问题。为了能够有效控制巷道变形，保证沿空掘进施工的顺利进行，必须要加强对顶板支护的研究与分析。在进行顶板维护时，主要是采取预裂爆破的方式。这种预裂爆破技术可以有效地控制顶板下沉速度，提高顶板的稳定性。另外，为了能够更好地控制巷道变形问题，还可以利用液压支架对巷道进行维护。 在进行沿空巷道施工过程中，首先需要对巷道顶板支护参数进行确定。在对支护参数进行确定时主要是结合巷道顶板结构形式、断面大小以及巷道围岩性质等因素。同时还要结合顶板围岩的稳定性、强度等相关指标确定出支护参数。最后，在对巷道顶板支护参数进行确定时主要是以顶板结构稳定为前提的。在顶板支护参数确定完成之后，就可以利用单体液压支柱进行维护。在对顶板支护参数进行确定时主要是以顶板强度为前提的，同时还要结合顶板稳定性以及巷道围岩性质等相关指标来确定出顶板支护参数。

3、沿空安全掘进技术运用

为保证各项掘进施工工序的衔接合理性，每个工种之间需要以顺序或是平行作业模式进行掘进行施工。

3.1掘进方式

   巷道拨门位置，可以借助放炮掘进的方式进行作业，巷道长度低于25m的可以使用人工攉货配合链板机进行出货，高于25m的可使用综合掘进机进行掘进，并借助桥式皮带以及胶带输送机进行出货。综掘进机的切割方式如下：操作人员通过综掘机对煤体进行迂回切割，循环进尺的规格为0.9m，最大顶距为1.8m，最大空帮距为3.6m。当煤质相对较硬且不片帮时，操作人员可以操作机器对煤体底部进行切割，之后对中上部进行切割，最后对煤体的两侧进行切割。倘若煤质相对较软而且片帮时，操作人员需要借助机器对煤体上部进行切割，并对其顶部进行支护，之后对煤体的中下部进行切割，最后对两侧进行切割[2]。

3.2作业模式

   第一，需要对开机率进行提高，施工人员需要装配先进的设备，特别是综掘设备，同时需要降低设备维修的次数以及时间。可以利用好掘进空档期对设备进行检修，检修人员需要对掘进设备的实际运行情况进行观测，倘若发现问题，需要立刻上报，并对设备进行维护。并且，在交接班过程中，交班班组需要为接班班组预留2排机尾跑道，尤其是夜班班组在与早班班组进行交接的过程中，夜班需要为其预留跑道，便于早班可以在交班后多出煤，早班班组需要在胶带机停机运维的过程中，对岩层进行永久支护，并在下次开机之前，完成支护工作。

第二，开展平行作业。在掘进过程中，支护施工与切割施工不能完全平行外，其余的工序都可以进行平行施工。早班班组的检修人员数量较多，因此可以安排两名检修人员在中班作业期间对后巷锚索进行平行施工，从而切实做好巷道支护，保证掘进施工的安全。同时也可以安排两名工作人员在夜班工作期间，进行第二天早班的材料准备工作，当夜班完成循环后，便可以借助胶带机将备用材料运输至掘进作业面，从而有效的降低班组备料的时间。

第三，切实做好支护工作，保证掘进施工的安全。采用金属支架支护。在巷道掘进过程中，首先采用单体液压支柱配合锚杆对巷道进行支护，然后使用金属支架进行支护，能够有效解决在沿空掘进过程中由于顶板压力过大而产生的片帮问题。

采用锚网索支护。锚网索支护能够有效加强支护强度，提高支护效率。在进行巷道掘进过程中，采用锚网索支护能够有效控制顶板下沉量，避免出现片帮现象。由于巷道顶板围岩强度较低，在进行巷道掘进过程中经常会出现片帮现象。在进行沿空巷道掘进过程中，首先要对巷道顶板围岩情况进行分析，如果顶板岩石较硬且没有裂隙发育情况时，可以选择使用单体液压支柱进行支护。如果顶板岩石较软且裂隙发育情况时，可以采用金属支架对巷道进行支护。然后在使用锚网索支护时要注意以下几点：第一，根据工作面推进速度以及矿压观测结果合理确定锚杆参数；第二，根据地质条件确定合理的锚杆长度以及间距；第三，严格按照操作规程施工；第四，为了提高支护效果，可以将钢筋网铺设在锚杆之间。 金属支架支护作为一种比较安全的支护方式，能够有效保障巷道掘进过程中的安全。在进行沿空巷道掘进过程中要将金属支架架设在巷道顶板之上。由于金属支架本身具有着较大的刚度以及强度，能够有效提高巷道围岩稳定性。另外，在进行巷道掘进过程中由于受到巷道应力的影响，要及时对金属支架进行调斜以及调整[3]。

结论：综上所述，随着我国煤矿开采深度的不断加大，煤矿生产面临着越来越多的困难和问题。在当前我国煤矿企业中，经常会出现一些采空区，若不能及时对其进行处理就会对矿井生产造成严重影响。因此，必须要加强对采空区的管理力度，通过科学合理的方式来有效消除采空区对矿井生产造成的影响。

参考文献：

[1]张胜军. 无煤柱沿空掘巷追排水防治老空水技术研究及应用[J]. 煤炭科技,2023,44(01):90-92.

[2]李忠. 小煤柱沿空掘巷疏放采空水关键技术及应用[J]. 煤矿现代化,2022,31(04):42-45.

[3]南亮亮. 采矿工程施工中顶板不安全技术因素控制研究[J]. 矿业装备,2022,(03):69-71.