深部高压区复合顶板下使用综掘机切眼开帮的尝试
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【摘要】综采大切眼开帮一般采用炮采的方式，新安矿在矿井深部高压区复合顶板条件下采用综掘机开帮，避免了炮掘开帮对顶板的强列破坏，可在同类条件下推广应用。
【关键词】深部高压区；综掘机；开帮
【中图分类号】TD42【文献标识码】A【文章编号】1005-1074(2009)05-0253-01
随着煤矿机械化程度日益增高，综采工作面数量逐步增加，综采工作面的安装与回撤比较频繁。综采工作面支架安装前要对切眼进行开帮，以往综采切眼开帮的施工工艺多数为待切眼施工完后，对切眼的硬帮或软帮进行爆破开帮，出货方式为人工手装锹或煤耙斗，顶板支护为锚杆、钢带网或单体配加厚板梁。尤其是在采深较大、深部压力较大及复合顶板下切眼开帮特别困难，顶板支护的选择范围较小及应用效果不明显。新安煤矿采煤工作面已采至负500标高以下（地面标高＋92），受深部压力影响较大，顶底板移近量大，加之顶板多数为复合顶板，切眼开帮后不容易得到控制，给安装带来困难。新安煤矿六采区负420十层右片，在切眼安装时由于综三段老面将在7月5日停产，新面应在6月30日进行试生产。而新面切眼及其他矿务工程在5月31日完成，如果在切眼开帮施工工艺上按照先开帮后安装，将用时45天才能完成，总体工期就会受影响。因此经过技术论证决定使用综掘机进行综采切眼开帮，并实现边开帮边安装。从施工情况看效果非常理想，开帮工作提前。新面在7月5日按期投产，保证综采工作面的正常接续，具体做法如下。
1理论分析及方案比较
①首先，炮掘切眼开帮对顶板震动破坏较大，尤其是深部、复合顶板压力大、易破碎，炮掘后顶板不容易支护。使用综掘机进行切眼开帮，可以大幅度的减小对顶板的震动，开帮后便进行支架安装，使顶板有效的得到控制。②使用综掘机进行切眼开帮并安装支架，可以在短时间内对顶板进行有效支护。综掘机在开帮过程中，平均开帮长度1.5米、宽度4.0米、高度3.5米使用时间为45分钟，支架安装时间为平均每部支架使用1.5小时。炮掘开帮同样工作量需时间为2.5小时，补打支护2小时（安装支架时间相同）。使用综掘机开帮最大空顶距为2.5米、最小空顶距为1.0米，在最大空顶距时打设单体配大拌支护顶板，并进行支架安装，安装后在最小空顶距下使用综掘机开帮。使用综掘机进行切眼开帮可以减少开帮后顶板的时间，并使用支架对顶板进行强有力的支护。③缩短切眼开帮整体时间。在施工工艺上，一种方法为切眼开帮竣工后再进行安装，在用时方面占用多。另一种为炮掘边开帮边安装，这种方法占用人员多，不便于安全管理。使用综掘机进行切眼开帮边开帮边安装，上述问题就可以有效的避免，用时少、占用人员少，便于安全管理。
2工作面概况介绍
2.1地质概况位置：该采面位于六采区负375―负420标高上巷为负375右补轨巷，下巷为负420十层右机轨巷，开采深度为470―515米。开切眼长度170米，最大倾角为18度，平均为16°45′，煤层厚度3.6米，顶板为复合性顶板，即：煤层上为1.5米厚的粉砂岩，会泥质胶结，其上是0.9米后的十上层煤，使上层煤的顶板为1.5米后的粉砂岩，灰，含炭化植物销泥质结；底板为1.2米厚的粉砂岩。
2.2开切眼开邦前状况开切眼施工断面及支护。断面：宽4.2米，高为全煤厚3.6米。支护：顶板采用，锚杆、W钢带、锚索、金属网联合支护。锚杆为螺纹钢锚杆，直径20mm,五排矩形布置，密度为1.0×1.0米。锚索为直径16mm的钢角线，锚索长5米，两排矩形布置密度为2×2.5米。金属网为10＃线编制，封闭全部顶板，两邦采用直径为16mm，1.6长的树脂锚杆配木板帽，并挂金属网维护巷邦，护邦锚杆为3排矩形布置，密度为1.5×1.0米。
2.3开切眼顶、邦状况开切眼的上下两端顶板压力较小，完整，中部及火成岩侵入段顶板压力大，顶板报破碎，下沉量达到0.3米左右，两邦片邦达1.0米宽，局部地板出现低鼓现象。
2.4支架的型号及主要参数工作面开切眼安装的支架为ZZ6000型自重24吨，最小高度为2.6米，最大长度6.7米。
2.5开邦使用设备主要参数①掘进机为EBZ160TY型。机身长9.8米，宽度2.5米，机高1.7米，铲板宽度3.0米，机重51.5吨，最大可掘高度4.0米，宽度5.5米，切割卧底深度250mm，适应巷道坡度±16°。②运输机为SGB―620／40T了溜子。③搭接方式：SGB―40T搭在顺槽皮带上；掘进机的胶带转载机通过改制的轮对骑在SGB―40T溜子的中部槽上，可在中部槽的两沿上运行。
3开帮实施方法：
3.1作业方式厚煤层综采切眼支架安装，以往一般都是先进行全长开邦，达到安装需要空间后，进行切眼稳架安装工程。但该工作面由于切眼顶板压力较大破碎为避免用炮掘开邦对顶邦的破坏，这次采用掘进机开邦，SGB―40T运输。从下部往上开邦，分段作业，每次开邦深度1.5米开帮规格为宽3.8米×3.6（全煤厚）。
3.2主要工序在实现“边开边安”工艺前，由于掘进机及SGB―40T溜子需要一定空间，所以首先在开始安装支架前，先进行开邦20米，然后将掘进机及溜子移到切眼开帮处，该段支架稳定后，形成边开邦边稳架子的作业方式，即开邦――稳架――开帮――稳架。掘进机每次开邦为1.5米，开邦后用最后稳好的支架前梁挑设三块3.0长的大拌（见附图），维护开邦后新暴露的顶板，维护支护及时打设确保作业人员安全。随着开帮位置的不断前移，SGB―40T溜子及时延长，保证掘进机有足够运行轨道。
4主要技术经济效果
4.1技术效果综掘机开帮与爆破开帮比较，具有以下技术效果。①使用综掘机进行切眼开帮，边开帮边安装，加快了开帮、安装速度，使综采工作面提前10天投产，多出原煤4.0万吨。②开帮时，不用对支架掩护也不会造成管件及设备损坏。③对顶板硬帮围岩破坏性减少，提高了围岩稳定性。④作业人员不用到开帮区域作业，完全可以避开冒顶区域，避免破碎顶板及片帮煤对作业人员的危害，有利于安全生产，取得良好的社会效益。
4.2经济效果掘进机开邦170米，有150米开邦后顶板不打设永久支护，按照切眼支护密度计算，节余支护成本。
锚杆：150×4×46.54元/根＝27900元
W钢带：150×3.6米×30元/米＝16200元
金属网：150／3×10×4×4.38元/KG＝8760元
中板：0.012×0.3×0.3×7.85×150×5.4元/KG＝6878.18元
锚索：150×1.2×6×6.54元/KG＝7063.2元
火药：756×6.4＝4838.4元
雷管：1680×1.2＝2016元
钎头：33元/个×10＝330元
合计：73974.78元
5结论
经过上述对新安矿六采区负375～负420十层右片综采开切眼开邦工艺的论证，掘进机开邦的效果的爆破开邦经济效益对比节约支护成本7.4万元。支架安装工程进度也没有因开帮而受到制约，因此这种“边开边安”的方法是可行的，正确的。同时也为今后深部煤层大切眼开邦以及支护安装与开帮协调工作，提供了丰富经验，促进了安全生产，取得很好的效果，建议具有类似情况的综采接续面进行论证和使用。