淮南矿区B组煤安全高效快速掘进技术实践

淮南矿区B组煤安全高效快速掘进技术实践

 毛龙飞

淮浙煤电公司顾北煤矿  安徽省淮南市 232100

摘要：顾北矿综掘一区施工的13126工作面位于南翼8~6-2采区，是顾北矿B组煤首采工作面，是确保矿井生产接替的重点工作面，也是我矿首次采用“2+7”扩安一体化新工艺施工的工作面。

掘进施工期间，面对高地压、高瓦斯等困难，施工单位坚持灾害超前治理和过程管控，顶板治理、防突措施执行到位。克服了生产系统复杂、机电设备老旧等诸多难点，加强机电设备维检，有效保障进尺。积极优化工序，精细化管理，减少了钻孔施工、附属工程、设备安拆、掘进进尺等工序之间的相互影响。持续推行生产方式转变，根据采场条件，进行设备机械化、自动化的改造升级，减少用工量，提升安全保障度。

关键词：灾害治理、高效掘进、安装一体化

一、灾害超前治理

1、顶板管理：

（1）深浅孔注浆改性

综掘一区101队在掘进的13126回风顺槽前，因该巷道临近F104断层，巷道矿压显现较大，围岩变形严重。为防止顶板持续变形、保证巷道支护安全，对该巷巷修段锚网区域423m范围进行喷、注浆管理，采用注久米纳矿用无机充填加固材（KWJG-2/3）加固。

帮部注浆方法：巷道帮部两帮均进行注浆加固，孔深2.5m（4分注浆管长2m），按上、下两排布置注浆孔，下部注浆孔距离底板800mm，上部注浆孔距离下部注浆孔700mm，间距3m，交错布置。

顶部注浆孔方法：顶板采用浅、深孔交替注浆，浅孔孔深2.5m（4分注浆管长2m），深孔孔深4.5m（4分注浆管长4m，2根2m注浆管对接）每排布置3个注浆孔，具体位置分别为巷中1个、距两帮1.0~1.1m各布置1个；间距为1.6m，采用一排浅孔、一排深孔，交替布置。

（2）大断面补强加固

掘进期间，严格按照煤业公司复合顶板管理规定进行巷道支护，保证在掘巷道的支护安全。对于大断面、三岔门拨门、硐室等特殊地段，坚持一地段一支护，保证顶板安全。如13126工作面组装硐室，13126切眼三岔门，13126煤机硐室等，具体支护断面图如下：

图1 13126工作面组装硐室

图2 13126工作面切眼拨门

（3）采用综掘机＋锚杆钻车进行支护，掘支工艺实现机械化全覆盖，保证了施工过程中的作业安全。

①综掘机进行切割作业时，锚杆钻车停靠在综掘机后方的侧帮处。（见图3）

图3切割作业时锚杆钻车布置示意图

（1.锚杆钻车2.掘进机3.二运4.胶带运输机5.锚杆6.锚索7.护网）

②在综掘机完成一次割煤（岩）循环作业后，综掘机后退并尽量贴帮停放，锚杆钻车行驶到迎头进行锚杆支护作业。(如图4)

图4支护作业时锚杆钻车作业示意图

（1.锚杆钻车2.掘进机3.二运4.胶带运输机5.锚杆6.锚索7.护网）

③当锚杆钻车完成所有锚杆、锚索支护作业后，钻车收回各执行机构后，退至综掘机后方停靠。综掘机启动前行至工作面迎头，进行下一循环割煤（岩）作业。

2、防突管理：

除工作面日常防突措施外，煤业公司制度了针对性的补充防突措施，现场施工时，严格按照措施要求执行。

（1）进一步强化瓦斯地质工作。掘进工作面每班进尺前，班队长要对迎头煤厚进行探测，发现煤厚小于 2.5m 或大于4.0m 时，当班班长、测气员要及时汇报矿调度所；在施工过程中发现构造时，要立即汇报矿调度所，矿职能科室安排人员。现场核查；矿瓦斯日分析会要对该块段当天出现的煤厚异常、构造揭露情况进行分析，并制定针对性措施。

（2）采取浅孔多循环卸压局部防突措施。正常情况下，每茬施工 15 个（含 2 个前探孔）、孔深 55m 的卸压孔，钻孔按三花眼布置，钻孔控制巷道轮廓线外不少于 7m，保持 15m 的超前距；前探钻孔要选取一个测斜，其中 13126 回风顺槽要超前探控到巷道右帮 30m 范围，掌握 F104 断层及次生断层对本巷道的影响情况；煤厚超过 5m 时，卸压孔按双排布置具体钻孔 参数由矿总工程师确定；每茬最后一个卸压钻孔排放不少于 4 小时。 前探钻孔发现前方有断层构造时，要保留 20m 的断层超前距，矿要制定专项过构造局部防突措施和断层治理加固措施，防止片帮掉顶。

（3）重新对底抽巷穿层钻孔进行反演，并通过掘进过程中实见穿层钻孔情况、揭露煤层赋存及构造情况等进行验证，与实际情况差异较大的，必须从工作面采取针对性补充措施。

（4）掘进工作面绝对瓦斯涌出量达 3m3 /min 时，必须采取两帮钻场“边抽边掘”局部防突措施，利用帮钻场进行连续抽采，掩护煤巷掘进。

（5）加强钻孔施工、防突预测等关键环节重点管控。钻孔施工、防突预测，必须在视频监控下进行，同时安排一通三防管理人员现场跟班；防突员对防突预测的准确性负责；工作面掘进期间，出现瓦斯预警等异常现象时，要实行责任倒查机制。

二、机电设备保障

1、13126工作面存在机电设备检维修的困难：

（1）出货系统较复杂，13126回顺4部皮带机，13126胶顺3部皮带机，13126切眼4部刮板机。

（2）设备老旧，13126回风顺槽内，钻车、综掘机皮带机为2020年前安装的，设备时间较长，故障率高。

（3）打运系统长、多级打运系统复杂：13126工作面切眼及胶顺打运长度超过2500m，13126回风顺槽打运级数超过5级，2部无极绳、2部慢绞进行辅助打运。

（4）进尺压力大，日常机电设备检修时间短，不能充分保证设备检修效果。

2、机电维检修相应的保障措施：

（1）坚持机电设备清单化管理，严格按照清单明细进行维检，特殊备件现场提前备好，保证不时之需。

（2）合理利用检修施工，利用前探钻停头打钻期间，进行集中性检修，对故障率较高的机电设备进行预防性维检修。

（3）制定机电检修应急预案，发生故障后，设备维保人员和分管队长第一时间下井处理。

三、优化工序

1、出货系统复杂，且顺槽掘进和后方打钻施工存在平行作业等情况，采用集中进料的方式。停头打钻前进，胶顺钻机让道单轨吊将生产所需的物料打至迎头料场内。回顺物料打运至无极绳机尾，人工转运至迎头料场内。

2、切眼施工前，提前进行设备系统的优化，拆除自移机尾，调整皮带机系统，保证出货系统畅通。正常将单轨吊及时延接至切眼内，保证进料系统畅通。

3、大断面拨门、硐室等充分考虑后期安装施工，严格按照一次成巷要求进行施工。

4、13126回风顺槽里段对头掘进40m，充分考虑打钻施工和贯通掘进的施工进度，13126回顺里段3个钻场人工进行施工，进尺效率实现最优化。

四、新工艺、功法的推广使用：

采用“2+7”扩安一体化工艺，在切眼导硐后，进行顺山支架的安装，以顺山支架接顶的方式取代工字钢挑棚和木垛支护。待顺山支架接顶到位且超出刷扩作业迎头20米后，进行刷扩作业。工作面顺山支架安装和刷扩结束后，再进行工作面走向支架的安装。

我矿第一次采用液压框架式起吊装置和单轨吊运输的方式进行支架安装。工程施工前，从设计、掘进、安装等三个方面进行统筹规划，工作面设计中，提前考虑安装设备布置，并结合掘进、安装工艺，确定支架组装硐室位置和规格尺寸。掘进施工时，根据巷道顶板岩性、沿空掘巷变形情况，调整优化组装硐室施工方案，避免二次返工。并在切眼施工时，对导硐法进行工艺改良创新，采用二次成巷的方式，施工切眼调架槽并对支架进架路线进行集中铲底，保证巷道断面及轨道布置满足安装要求。

安装时，采用柴油机单轨吊连续打运，液压框架式起吊装置进行组装，减少安装绞车28部，避免频繁摘挂钩头的安全隐患，工作面安装过程中只使用一部绞车，设备一次装封车，直接运送至安装地点，该工艺实现了安全高效扩安，杜绝了工字钢挑棚、木垛的架设和回收等贴身作业，提高生产效率、安全系数大大提高、减轻了劳动强度，降低安全风险。

参考文献：

[1]吴家安.《煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统的应用》.煤矿机电. 2014(01)

[2]王鹏.《双巷掘进工作面快速支护锚杆钻车的研制与应用》.《煤矿机械》2021（07）

[3]孙东玲.《防治煤与瓦斯突出细则》. 煤炭工业出版社. 2019(09)

[4]国家矿山安全监察局.《煤矿安全规程》. 应急管理出版社.2022(01)

[5]国家矿山安全监察局．《煤矿重大事故隐患判定标准解读》. 应急管理出版社.  2021(7)