孫小民 程元滿

（平頂山天安煤業(yè)股份有限公司 十三礦，河南 平頂山 467000）

在煤礦巷道工作面的作業(yè)過程當中，為了實現(xiàn)煤礦礦井生產(chǎn)的高效性，在確保礦井生產(chǎn)作業(yè)安全穩(wěn)定開展的前提條件下，對巷道掘進速度進行合理的提升，這一點是尤為關鍵的。與此同時，對于煤礦巷道掘進快速性、安全性、以及高效性的保障，是確保煤礦采掘工作面接替工作得以正常且順利開展的基礎性保障之一。特別是對于半煤巖巷而言，如何實現(xiàn)巷道掘進的快速性，這一問題已成為當前各方人員研究的重點所在。與此同時，為了使煤礦礦井生產(chǎn)更具安全性、以及經(jīng)濟性方面的優(yōu)勢，就需要結(jié)合半煤巖巷巷道掘進的實際情況，制定科學且合理的支護參數(shù)。本文即對其做詳細分析與說明。

1 半煤巖巷工作面基本概況

某半煤巖巷工作面煤層以光亮型為主，夾帶少量暗煤、以及鏡煤，且煤層分布多呈現(xiàn)出帶狀性特征?，F(xiàn)場測定數(shù)據(jù)顯示：半煤巖巷工作面煤層硬度系數(shù)在1.7～2.1范圍之內(nèi)，煤層分布情況及其厚度分別為：第一層為煤層，厚度為0.36m；第二層為煤矸石，厚度為 0.56m，第三層為煤層，厚度為 0.71m，第四層為煤矸石，厚度為0.84，煤層結(jié)構平均厚度為1.31m，平均密度為1.47t/m3。同時，從煤層結(jié)構構造的角度上來說，由于該半煤巖巷工作面的地質(zhì)構造并不復雜，煤層結(jié)構整體呈現(xiàn)出單斜性的構造特點，傾斜角角度在3°～5°范圍之內(nèi)。同時，從水文地質(zhì)條件的角度上來說，該半煤巖巷工作面水文地質(zhì)條件簡單，正常狀態(tài)下，每分鐘的涌水量在 0.06m3～0.09m3 范圍之內(nèi)。

2 半煤巖巷快速掘進技術分析

在現(xiàn)階段的技術條件支持下，半煤巖巷快速掘進主要可以通過基于掘進機的掘進方式、或者是基于鉆眼爆破的掘進方式實現(xiàn)。結(jié)合對本文所例舉半煤巖巷工作面的實際情況來看，選取基于掘進機的掘進方式。具體的實施要點可歸納為：

從快速掘進基本工藝施工流程的角度上來說，巷道掘進全過程當中，有一部分區(qū)段需要采取基于全巖石的掘進方式，同時針對其他巷道采取半煤巖巷的掘進方式。在實際的巷道掘進作業(yè)過程當中，除做好前期安全性檢查及班次交接工作以外，需要通過對膠帶的接延處理，在完成延架操作的基礎之上，完成割煤操作以及所出煤料的運輸工作，在敲幫問頂?shù)幕A之上，鋪設相應的金屬網(wǎng)裝置，配合錨桿支護基礎之上，對施工現(xiàn)場進行清理，完成一次巷道掘進的動作循環(huán)。

在整個半煤巖巷快速掘進施工的實施過程當中，需要特別注意的一點是：應當借助于經(jīng)緯儀裝置，于施工現(xiàn)場標明中線點，在使用激光指向儀對所標注中線進行指示的過程當中，按照指示方位進行巷道掘進工作。每次所掘進長度需要嚴格控制在100.0m范圍之內(nèi)，對于超出范圍的巷道掘進區(qū)域，需要延長激光。

3 半煤巖巷快速掘進支護參數(shù)的確定

錨桿是在半煤巖巷快速掘進過程當中，主動性的支護方式之一。對比常規(guī)意義上的金屬網(wǎng)等支護方式項目，應用錨桿支護在施工工藝、力學效應、以及工程造價方面均有著突出的優(yōu)勢。特別是在錨桿支護使用經(jīng)驗不斷發(fā)展與成熟的背景下，為了確保支護參數(shù)所確定的合理性與科學性，就需要通過數(shù)值模擬計算的方式，建立在現(xiàn)場監(jiān)測基礎之上，實現(xiàn)對支護參數(shù)信息的動態(tài)反饋。

結(jié)合本文所例舉半煤巖巷工作面巷道掘進的實際情況，通過對FLAC數(shù)值模擬分析技術的應用，能夠為巷道快速掘進工作面支護方案的合理選取，以及參數(shù)的可靠設計提供必要的理論支持。假定結(jié)合該工作面的實際情況，確定有兩種基本性的支護方案，其一為巷道沿底板布置，對一部分頂板巖層予以割除；其二為巷道沿中間布置，對一部分底板巖層以及頂板巖層予以割除。為了選取最為合理的支護方案，就通過應用FLAC數(shù)值模擬軟件的方式，對巷道快速掘進過程中，工作面巷道的破壞程度以及位移情況進行了綜合分析。對比方案2，方案1僅于工作面前部出現(xiàn)剪切破壞，剔除了拉伸破壞對工作面的影響。同時，所產(chǎn)生的頂板位移量方面，方案1明顯小于方案2，因此選取方案1作為支護方案。

在該支護方案作用之下，相關支護參數(shù)的確定需要重點關注如下問題：（1）有關錨桿長度參數(shù)的確定：結(jié)合單體錨桿懸吊理論，錨桿長度的計算方式應當為“錨桿外露部分長度+安全系數(shù)*軟弱巖層厚度+錨桿錨固長度”。因此，確定本工程中的錨桿長度參數(shù)為1.8m；（2）有關錨桿直徑參數(shù)的確定：在充分遵循桿體抗拉力與錨桿錨固力一致性原則的基礎之上，對于錨桿直徑參數(shù)的計算可以通過如下方式實現(xiàn) “0.357·錨桿錨固力參數(shù)/錨桿桿體材料設計抗拉強度參數(shù)”。因此，確定本工程中的錨桿直徑參數(shù)為2000mm；（3）有關錨桿支護間距參數(shù)的確定：建立在錨桿懸吊作用理論的基礎之上，錨桿支護間距參數(shù)的確定可以按照如下方式實施 “≤（錨桿拉拔力極限值/安全系數(shù)*軟弱巖層厚度*軟弱巖層平均密度參數(shù)）﹣1”。因此，確定本工程中的錨桿支護間距參數(shù)為900.0mm。

4 結(jié)束語

本文首先就半煤巖巷工作面的實際情況進行了簡要分析，結(jié)合實例，對半煤巖巷快速掘進技術實施方案的選取，以及相應的操作流程予以了說明。進而，在對整個巷道快速掘進工作面進行FLAC數(shù)值模擬的基礎之上，研究了支護參數(shù)的確定方案，上述問題希望能夠為后續(xù)實踐工作的開展提供一定的參考與幫助。

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