下分层快速掘进的研究

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1、下分层快速掘进的研宄作者：于青锋李延林孙晓哲摘要：采用EBZ-200H综掘机施工，加强顶板控制，采用梯形工字钢双倍板支护。控制巷道煤层自燃发火。半煤岩综掘机、破顶避底喷浆封闭措施的施工，加快了施工速度，是下分层快速掘进值得推广的施工方法。关键词：下分层；快速掘进；施工措施一、十三矿矿井及地质概况平煤天安十三矿己二采区位于矿井井田西翼，采区北部防水煤柱为界，南部以-525西大巷为界，东部以矿井东西采取边界断层为界，西部以下谢正断层为界，己二采区主采煤层为己15-17合层煤，煤厚一，平均，煤厚基本稳定，煤层倾角15°-25°,平均22°。煤层由上而下逐渐变缓。煤层顶板为砂质泥岩，

2、泥岩和细中粒砂岩。煤层顶板稳定性在全区分布不一，按其岩性和抗压强度可分为1、2、3类，由西向东逐渐趋于稳定，其中1类顶板为砂质泥岩和泥岩，厚度大于，单向抗压强度12—30MPa,3类顶板为细中粒砂岩，其单向抗压强度大于8OMPa，2类顶板为中等稳定顶板，岩性介于1、2类顶板之间。煤层底板为细砂岩、砂质泥岩和粉砂岩三层。平煤天安十三矿己二采区采用三条下山，二煤一岩。轨道下山、皮带下山沿己15-17煤层顶板布置在煤层中，回风下山沿己15-17煤层顶板布置在顶板岩层中。工作面的设计均采用走向长壁全部陷落法采煤方法，自上而下共划分6个区段，区段煤柱保留20m。目前12032工作面正在

3、施工，且12032风巷已经施工到位，12032切眼正在施工，切眼布置在上分层，12032机巷已施工1000米左右，还有560米巷道没有施工。二、十三矿地质应力情况概述由于十三矿煤层埋藏较深，由于受埋藏深度的影响，矿井的原岩应力比较大，造成巷道施工后矿压显现比较明显，支护的难度也比较大，尤其是顶板不是太好，无法使用锚杆支护的工作面，钢质支护变现的比较困难，尤其是断层附近，可缩性支架都无法满足支护需要，经常出现返修棚子的现象，给生产做成了较大的困难。我们在支护形式上一般采用U型钢支护或者梯形棚子支护，尤其是梯形棚子支护，给我们的支护带来了操作上的方便。但是也存在一定的问题，即背板

4、容易断，造成棚子漏顶，给维修也带来了一定的难度。所以我们采用双倍板解决该项难题，背板的折断率下降到最低限度。三、十三矿煤层自燃发火状况十三矿煤层属于己15-17合层煤层，属于焦煤煤种，一般情况下自燃发火期为1一3个月，而实际施工过程中，己三轨道下山只有15天的时间就自燃发火了。自燃发火给安全带来了不安全的隐患，在下分层施工过程中，必须把防止煤层自燃发火作为重中之重的工作来自抓。四、综掘机使用情况概述我们采用的综掘机为EBZ-200综掘机，综掘机的功率220KW,整个机器重65吨，炮头直径米，炮头的截尺数量为30个，铲板宽度米，炮头切割高度最大米，地隙为250mm,履带宽度80

5、0mm，切割岩石的最大经济硬度为f彡8，爬坡最大为17度。该综掘机工作期间稳定性较好，切割煤体时效率较高，对于硬度较小的半煤岩也能显示出机械化的优势。五、施工措施原理及施工方案（一）由于下分层没有假顶，并且顶板岩石一般都属于砂岩岩性，老空区内没有水，造成巷道的顶板锈结不好，一般煤层以上左右的下分层顶板锈结较好，并且没有大块矸石，但是如果再往上破顶的话，就会出现大块矸石破岩石给我们带来了一定的难度。在9、10月份两个月的施工过程中，我们为了较好的控制顶板，降低大块矸石对施工的影响，我们采取破底施工。在施工过程中，施工进度非常慢，一个班只能干两架，每一个班消耗截尺5_8个一个月光

6、截尺消耗150个左右，每一个截尺400元，每月光截尺就消耗材料费6万左右，给经营管理带来了极大的压力，并且一个月的进尺只有120米左右。切割岩石的过程中，我们发现对机器的损害也比较大，尤其是炮头的磨损比较严重。于是我们研宄破顶避底进行施工，在开始施工的过程中，大块矸石给生产带来的影响比较严重，在处理大块矸石的时候，我们投入了大量的人力，顶板空顶也比较多，刹顶使用的物料也比较多，并且存在着很大的安全隐患（二）破顶施工时，必须注意施工方法，如果一次切割深度较深时，或者一次切割两架棚子的话，容易造成大块岩石的跨落，处理大块矸石的工作量就会较大，并且大块矸石跨落以后，势必会造成巷道空

7、顶，如果下分层顶板锈结不是太好，就造成顶板更进一步跨落，形成顶板事故在破顶施工方法上，我们采取小深度切割，可以控制大块矸石，并且可以使大块矸石不至于一次跨落，并且可以有序的破除大块矸石，从而降低了处理大块矸石所带来的不利影响。（三）使用穿楔控制顶板，避免顶板矸石的跨落，并且减少了顶板岩石的跨落给施工带来的不利影响，提高了施工效率。同时避免巷道空顶造成自燃发火现象的发生。同时，我们改变原来的直径41的管缝锚杆作为穿楔，采用直径30的圆铁作为重复利用的穿楔，不但节约了材料费，而且还增加穿楔的强度，有利用顶板