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煤矿掘进巷道超前支护方式的应用及选择 　　【摘要】针对某煤矿巷道特征，分别采用超前锚杆支护、注浆技术对软岩巷道进行加固处理，并采用悬臂式掘进机岩巷机械化作业方式掘进软岩巷道，使得巷道支护效果与掘进效果均得到了大幅提升，对于类似矿山巷道支护及掘进施工有一定的借鉴价值。 　　【关键词】煤矿掘进；巷道超前支护；应用 　　引言 　　巷道掘进是煤矿生产的重要生产环节。“采掘并重，掘进先行”，巷道的快速掘进是保证矿井高产稳产的关键技术措施。掘进技术及其装备水平直接关系到煤矿生产的能力和安全。以悬臂式掘进机为主体的高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件。近年以来，随着能源结构与增长方式调整，煤炭产能严重过剩，煤炭经济运行形势日趋严峻，采掘失调、煤巷掘进速度偏低的突出问题愈加严重，矿井开采准备周期长，时间和经济成本高。为实现煤炭企业安全高效生产和低成本运行，因此，突破煤矿巷道掘进及超前支护技术成为关键性问题。 　　1概述 　　某煤矿位于某市西部、西山煤田东北部，距某市五一广场19.8km。井田西北与西铭矿相连，东南与官地矿接壤，东北以9#煤层露头为界，西南与邢家社普查区相邻，形态大致为ne—sw走向的长方型，长约10km，宽约6.48km，面积69.7km2。本研究通过对该矿山巷道支护与掘进方案进行设计，为提高该矿巷道掘进安全性和进度提供参考。 　　2掘进技术 　　2.1悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线 　　现阶段我国煤巷仍旧以悬臂式掘进机为主，配套设备主要由悬臂式掘进机、单体锚杆钻机、桥式转载机、带式输送机组成。该作业线操作灵活，适应性好，适用于单巷掘进，应用最为广泛。悬臂式巷道掘进机由主机以及配套设备组成。在切割岩石破落之后，通过转运机构将其传递至尾部，之后利用运输机将岩渣送走。在进行切割的过程中，可以满足任意形状断面的需求，并且还可以保证较高的精确度，有利于后续支护。该设备对于复杂地质条件具有极强的适应力，可以方便的进行转弯与爬坡，主要是用于采煤准备巷道的掘进，也可以在其余巷道施工中应用，并且巷道断面可以是任意形状。但掘进和支护不能平行作业，以牺牲掘进时间为代价，掘进速度较慢。 　　2.2连续采煤机与锚杆钻车配套作业线 　　连续采煤机与锚杆钻车配套作业线配套设备由连续采煤机、梭车、给料破碎机、带式输送机、四壁钻杆钻车、铲车组成。该作业线需要交叉换位施工，适用于巷道条件较好的大断面双巷或多巷，掘进速度快，但对地质条件要求较高，仅在我国神东榆林部分矿区得到应用，适应范围局限。 　　2.3掘锚机组掘锚一体化掘进 　　掘锚机组掘锚一体化掘进配套设备由掘锚机组、桥式转载机、转载破碎一体机、带式输送机组成。该作业线实现了掘锚平行作业，适用于巷道断面大的单巷掘进，掘进速度最快，在适宜地区能够显著提高掘进效率，但对地质要求较高，使用范围受到限制。 　　3巷道支护方案优化设计 　　3.1超前支护方案设计 　　本研究设计采用超前锚杆支护方案。首先将超前锚杆打入巷道掘进前方稳定岩层内，末端支承于拱部围岩内专为超前锚杆提供支点的径向悬吊锚杆，爆破前，在巷道几何尺寸要求的外围约200mm的井巷轮廓线外，每隔800mm间距打注1个20mm×2000mm螺纹钢锚杆，角度与巷道前进方向成45°夹角，锚杆尾部使用调心球垫和300mm×300mm（长×宽）木托板，锚杆端头使用1支msck2360型和msk2380锚固剂，实现全长锚固，锚杆预紧力不宜小于200n·m。放炮前，有必要逐根检查锚杆预紧力大小。放炮炮眼眼口位置应低于锚杆垫片150mm以上，且周边眼实行光面爆破，以便对超前锚杆产生最小的影响力。放炮后，人员不得进入空顶下作业，应先检查超前锚杆的支护情况，同时对锚杆的锚固力进行检查。在超前锚杆支护有效的情况下，对爆破地段的顶帮进行敲帮问顶和处理浮岩活石，之后方可进行下一工序作业。 　　3.2管棚尺寸参数设计 　　管棚长度可通过以下经验公式确定。l=1+hcotφ+0.5式中：l为管棚长度；φ为岩层的内摩擦角；h为围岩垮落高度，根据1201运输平巷围岩性质，取h=2.51m，φ=26°，带入公式计算可得l=5.6m。在确定管棚长度时，若围岩岩性较差，可适当增加管棚长度，若围岩岩性较好，则可减小管棚长度，结合1201运输平巷地质条件综合考虑管棚长度，取l=6m。为了便于管棚现场安装，采用分节制作及安装的方法，选用直径50mm，壁厚为5mm、每节长度3000mm的无缝钢管，将钢管管端削尖以便于插入围岩，前后2根钢管的搭接部分采用丝扣连接，丝扣长度不低于100mm。 　　3.3注浆加固方案设计