CN105041323A - 三软岩层切眼大断面施工及其支护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三软岩层切眼大断面施工及其支护方法，依次包括以下步骤：切眼施工及其支护步骤；切眼大断面二次扩刷施工及其支护步骤，所述的切眼施工的步骤包括大断面一次性施工的步骤和切眼正常断面施工步骤。本发明型的优点是：缩短工作面安装工期，减少工作面安装期间切眼放炮扩刷的工程量，降低工人劳动强度，减少支护材料的投入。

Description

三软岩层切眼大断面施工及其支护方法

技术领域

本发明型涉及一种三软岩层切眼大断面施工及其支护方法。

背景技术

龙口矿区梁家井田内含煤地层为古近纪李家崖组，其中煤1油2为本区主要可采层之一，层位稳定，结构简单，无夹石或偶含一夹石，纯煤厚0.57～2.24m，平均1.03m，煤1直接顶板为含油泥岩～含油粉砂岩，局部为油1；岩性致密，较坚硬，韧性大，属中等冒落顶板，自然状态下顶板抗压强度31.4～48.3MPa，平均为39.7Mpa，普氏硬度系数f＝2.9。底板为油2及含油泥岩。自然状态下平均抗压强度为49.1Mpa，普氏硬度系数f＝4.7。

油页岩传统切眼安装方式存在的问题：

梁家煤矿传统切眼施工工艺，工作面切眼先使用综掘机掘进施工B×H＝3600×3500mm直墙三心拱断面，采煤支架安装期间边放炮二次扩刷切眼边安装支架。先超前3～4m将切眼扩至B×H＝6800×4350mm，再将支架安装安装到位。这样的工艺主要存在以下问题：

（1）、用人多，效率低，安装工期长，扩刷速度制约了安装速度。

（2）、环节多，工艺复杂，管理难度大。

（3）、使用爆破扩刷，人工出矸，工艺落后。

（4）、环境条件差，不利于安全管理。人员工作空间狭窄，且爆破将煤矸能够直接崩到已安装的支架。由于以上传统切眼安装工艺的缺陷，梁家煤矿技术人员一直在探索切眼大断面支护和施工技术。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明型提供一种三软岩层切眼大断面施工支护方法，本发明型的技术方案是：一种三软岩层切眼大断面施工及其支护方法，依次包括包括以下步骤：切眼施工及其支护步骤；切眼大断面二次扩刷施工及其支护步骤，所述的切眼施工的步骤包括大断面一次性施工的步骤和切眼正常断面施工步骤。

所述的切眼大断面一次性施工步骤为：采用综掘机直接拐弯的方式开口施工油页岩工作面切眼；首先综掘机开至油页岩工作面切眼开口位置，并将综掘机尾缩至油页岩工作面切眼开口位置向外10～12m位置，使用综掘机直接开口施工油页岩工作面切眼；利用综掘机的最大拐弯半径和切割半径切割掘进，当桥式转载机受断面限制无法继续使用时，将综掘机桥式转载机撤除，利用综掘机进行切割出矸，安排人工在综掘机后出矸至运输巷皮带；油页岩工作面切眼施工长度6m，巷道为宽×高=7500×4350mm的直墙弧顶断面；

然后，进行切眼正常断面的施工，具体为：利用抹角和切眼下端头稳车硐室的空间将综掘机整体开至油页岩工作面切眼内，在切眼中间位置安设一部40T溜子，溜尾安设在紧靠迎头位置，并将溜尾使用底锚固定，并在综掘机后部安设自制的溜煤槽装置，利用溜煤槽将综掘机切割出的矸石卸到40T溜子上；油页岩工作面切眼施工27m后，将溜子移出综掘机两条履带中间位置，铺设在综掘机侧面，并将自制的溜煤槽装置撤除，恢复原综掘机后部的桥式装载机，同时对桥式装载机进行改造加工，使桥式转载机可以沿40T溜子溜槽前后移动，直至油页岩工作面切眼施工60m后；安装正规皮带，采用综掘机配皮带施工直至贯通，施工的巷道为宽×高=5000×4350mm的直墙弧顶断面，其中，安装正规皮带后，切眼的施工长度为200米。

所述的切眼大断面二次扩刷的施工步骤为：油页岩工作面切眼施工到位后，受皮带长度和综掘机及桥式转载机尺寸限制，将综掘机整体后退至切眼开口向上60m处，采用综掘机配皮带的方式自下而上进行切眼大断面二次扩刷施工，施工时采用扩刷巷道后帮的方式，直至施工到材料巷贯通位置；将综掘机在切眼上端头四岔口进行调头，同时将切眼内的皮带输送机撤除，并在靠近切眼上行左帮处安装刮板输送机，利用综掘机配刮板输送机的方式自上而下对切眼剩余的60m巷道进行二次扩刷；扩刷至切眼下端头后，将综掘机后退至切眼开口向上60m处，并将刮板输送机调至切眼上行右帮，对溜子道下方的矸石进行切割出矸，直至将原来的巷道宽×高=5000×4350mm直墙弧顶断面扩刷至巷道为宽×高=6800×4350mm直墙弧顶断面。

所述的切眼大断面的支护方式为：采用锚网喷锚梁支护，顶板、锚梁锚杆及非面帮部采用直径18mm，长度为2250mm的螺纹钢锚杆；面帮采用直径18mm，长度为1800锚杆；顶板锚杆间排距650×650mm，帮部锚杆间排距650×1000mm；顶板采用长度为4m，用U25型钢加工成的锚梁，每架锚梁采用3组直径为20mm，长度为2500mm螺纹钢锚杆锚固；喷浆：顶板50～80mm厚，两帮30～50mm厚；在综掘机前方迎头，二次补强采用直径为22mm，长度为5000mm的锚索进行补强支护，锚索施打位置自面帮帮部向外500mm按照与水平60°夹角向前帮顶板施打一支，再向外每隔1500mm间距垂直轮廓线施打一支，顺巷间距1600mm，每排共5支锚索。

所述的切眼正常断面的支护方法为：顶腮采用直径18mm，长度2250螺纹钢锚杆，锚杆间排距=650×650mm；帮部采用直径18mm，长度为1800mm的锚杆，近面帮锚杆间排距=650×1000mm，扩刷帮施打3支锚杆固定，近面帮施打1.8m长护帮梁维护，护帮梁间距1m，与锚杆插空施打，护帮梁上端距腮部1m，采用两支直径为18mm，长度为1800mm的树脂锚杆固定；挂设孔径为4mm的金属网，其中施打树脂锚杆范围挂双向拉伸塑料网；喷浆厚度：顶板50~80mm，两帮30~50mm。顶板采用弧长4m工字钢锚梁，锚梁间距1300mm，锚梁采用三组直径20mm，长度为2500mm的螺纹钢锚杆支护，靠近面里一组锚杆角度与水平方向呈斜向上30-45°夹角施打，其余两组锚杆垂直轮廓线施打；顶板采用直径为22mm，长度为5000mm锚索进行补强支护，前帮帮部向外500mm按照与水平60°夹角向前帮顶板施打一支，再向外每隔1500mm间距垂直轮廓线施打一支锚索，共4支，与锚梁插空布置；锚索超前扩刷不得小于50m。

二次扩刷至巷道宽×高=6800×4350mm的直墙弧顶断面施工期间，按照直墙弧顶断面扩刷，左帮高度1.7m，右帮高度3.5m断面，宽1.8m，顶板与左帮采用锚网喷支护，采用直径18mm，长度为2250的螺纹钢锚杆，锚杆间排距=650×650mm；喷浆：顶板50~80mm，两帮30~50mm；腮部补打一支锚索加固。

本发明型的优点是：缩短工作面安装工期，减少工作面安装期间切眼放炮扩刷的工程量，降低工人劳动强度，减少支护材料的投入。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明型的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明型的精神和范围下可以对本发明型技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明型的保护范围内。

本发明涉及一种三软岩层切眼大断面施工及其支护方法，依次包括包括以下步骤：切眼施工及其支护步骤；切眼大断面二次扩刷施工及其支护步骤，所述的切眼施工的步骤包括大断面一次性施工的步骤和切眼正常断面施工步骤。

所述的切眼大断面一次性施工步骤为：采用综掘机直接拐弯的方式开口施工油页岩工作面切眼；首先综掘机开至油页岩工作面切眼开口位置，并将综掘机尾缩至油页岩工作面切眼开口位置向外10～12m位置，使用综掘机直接开口施工油页岩工作面切眼；利用综掘机的最大拐弯半径和切割半径切割掘进，当桥式转载机受断面限制无法继续使用时，将综掘机桥式转载机撤除，利用综掘机进行切割出矸，安排人工在综掘机后出矸至运输巷皮带；油页岩工作面切眼施工长度6m，巷道为宽×高=7500×4350mm的直墙弧顶断面；

然后，进行切眼正常断面的施工，具体为：利用抹角和切眼下端头稳车硐室的空间将综掘机整体开至油页岩工作面切眼内，在切眼中间位置安设一部40T溜子，溜尾安设在紧靠迎头位置，并将溜尾使用底锚固定，并在综掘机后部安设自制的溜煤槽装置，利用溜煤槽将综掘机切割出的矸石卸到40T溜子上；油页岩工作面切眼施工27m后，将溜子移出综掘机两条履带中间位置，铺设在综掘机侧面，并将自制的溜煤槽装置撤除，恢复原综掘机后部的桥式装载机，同时对桥式装载机进行改造加工，使桥式转载机可以沿40T溜子溜槽前后移动，直至油页岩工作面切眼施工60m后；安装正规皮带，采用综掘机配皮带施工直至贯通，施工的巷道为宽×高=5000×4350mm的直墙弧顶断面，其中，安装正规皮带后，切眼的施工长度为200米。

所述的切眼大断面二次扩刷的施工步骤为：油页岩工作面切眼施工到位后，受皮带长度和综掘机及桥式转载机尺寸限制，将综掘机整体后退至切眼开口向上60m处，采用综掘机配皮带的方式自下而上进行切眼大断面二次扩刷施工，施工时采用扩刷巷道后帮的方式，直至施工到材料巷贯通位置；将综掘机在切眼上端头四岔口进行调头，同时将切眼内的皮带输送机撤除，并在靠近切眼上行左帮处安装刮板输送机，利用综掘机配刮板输送机的方式自上而下对切眼剩余的60m巷道进行二次扩刷；扩刷至切眼下端头后，将综掘机后退至切眼开口向上60m处，并将刮板输送机调至切眼上行右帮，对溜子道下方的矸石进行切割出矸，直至将原来的巷道宽×高=5000×4350mm直墙弧顶断面扩刷至巷道为宽×高=6800×4350mm直墙弧顶断面。

所述的切眼大断面的支护方式为：采用锚网喷锚梁支护，顶板、锚梁锚杆及非面帮部采用直径18mm，长度为2250mm的螺纹钢锚杆；面帮采用直径18mm，长度为1800锚杆；顶板锚杆间排距650×650mm，帮部锚杆间排距650×1000mm（顺向1000mm）；顶板采用长度为4m，用U25型钢加工成的锚梁，每架锚梁采用3组直径为20mm，长度为2500mm螺纹钢锚杆锚固；喷浆：顶板50～80mm厚，两帮30～50mm厚；在综掘机前方迎头，二次补强采用直径为22mm，长度为5000mm的锚索进行补强支护，锚索施打位置自面帮帮部向外500mm按照与水平60°夹角向前帮顶板施打一支，再向外每隔1500mm间距垂直轮廓线施打一支，顺巷间距1600mm，每排共5支锚索。

所述的切眼正常断面的支护方法为：顶腮采用直径18mm，长度2250螺纹钢锚杆，锚杆间排距=650×650mm；帮部采用直径18mm，长度为1800mm的锚杆，近面帮锚杆间排距=650×1000mm（顺向1000mm），扩刷帮施打3支锚杆固定，近面帮施打1.8m长护帮梁维护，护帮梁间距1m，与锚杆插空施打，护帮梁上端距腮部1m，采用两支直径为18mm，长度为1800mm的树脂锚杆固定；挂设孔径为4mm的金属网，其中施打树脂锚杆范围挂双向拉伸塑料网；喷浆厚度：顶板50~80mm，两帮30~50mm。顶板采用弧长4m工字钢锚梁，锚梁间距1300mm，锚梁采用三组直径20mm，长度为2500mm的螺纹钢锚杆支护，靠近面里一组锚杆角度与水平方向呈斜向上30-45°夹角施打，其余两组锚杆垂直轮廓线施打；顶板采用直径为22mm，长度为5000mm锚索进行补强支护，前帮帮部向外500mm按照与水平60°夹角向前帮顶板施打一支，再向外每隔1500mm间距垂直轮廓线施打一支锚索，共4支，与锚梁插空布置；锚索超前扩刷不得小于50m。

二次扩刷至巷道宽×高=6800×4350mm的直墙弧顶断面施工期间，按照直墙弧顶断面扩刷，左帮高度1.7m，右帮高度3.5m断面，宽1.8m，顶板与左帮采用锚网喷支护，采用直径18mm，长度为2250的螺纹钢锚杆，锚杆间排距=650×650mm；喷浆：顶板50~80mm，两帮30~50mm；腮部补打一支锚索加固。

该工作面切眼施工实现了梁家煤矿施工的两个“首次”，即首次成功实施了切眼大断面（宽度7.5m）一次性施工；首次成功实施了综掘机扩刷切眼大断面（宽度6.8m）；采用不规则直墙切圆弧拱断面既保证了巷道受力状态合理又保证了有效空间，尽可能的减少了巷道高度。切眼大断面的施工，淘汰了落后工艺，简化了管理环节，创造了安全环境。

Claims (6)

1.一种三软岩层切眼大断面施工及其支护方法，其特征在于，依次包括包括以下步骤：切眼施工及其支护步骤；切眼大断面二次扩刷施工及其支护步骤，所述的切眼施工的步骤包括大断面一次性施工的步骤和切眼正常断面施工步骤。

2.根据权利要求1所述的三软岩层切眼大断面施工及其支护方法，其特征在于，所述的切眼大断面一次性施工步骤为：采用综掘机直接拐弯的方式开口施工油页岩工作面切眼；首先综掘机开至油页岩工作面切眼开口位置，并将综掘机尾缩至油页岩工作面切眼开口位置向外10～12m位置，使用综掘机直接开口施工油页岩工作面切眼；利用综掘机的最大拐弯半径和切割半径切割掘进，当桥式转载机受断面限制无法继续使用时，将综掘机桥式转载机撤除，利用综掘机进行切割出矸，安排人工在综掘机后出矸至运输巷皮带；油页岩工作面切眼施工长度6m，巷道为宽×高=7500×4350mm的直墙弧顶断面；

然后，进行切眼正常断面的施工，具体为：利用抹角和切眼下端头稳车硐室的空间将综掘机整体开至油页岩工作面切眼内，在切眼中间位置安设一部40T溜子，溜尾安设在紧靠迎头位置，并将溜尾使用底锚固定，并在综掘机后部安设自制的溜煤槽装置，利用溜煤槽将综掘机切割出的矸石卸到40T溜子上；油页岩工作面切眼施工27m后，将溜子移出综掘机两条履带中间位置，铺设在综掘机侧面，并将自制的溜煤槽装置撤除，恢复原综掘机后部的桥式装载机，同时对桥式装载机进行改造加工，使桥式转载机可以沿40T溜子溜槽前后移动，直至油页岩工作面切眼施工60m后；安装正规皮带，采用综掘机配皮带施工直至贯通，施工的巷道为宽×高=5000×4350mm的直墙弧顶断面，其中，安装正规皮带后，切眼的施工长度为200米。

3.根据权利要求1所述的三软岩层切眼大断面施工及其支护方法，其特征在于，所述的切眼大断面二次扩刷的施工步骤为：油页岩工作面切眼施工到位后，受皮带长度和综掘机及桥式转载机尺寸限制，将综掘机整体后退至切眼开口向上60m处，采用综掘机配皮带的方式自下而上进行切眼大断面二次扩刷施工，施工时采用扩刷巷道后帮的方式，直至施工到材料巷贯通位置；将综掘机在切眼上端头四岔口进行调头，同时将切眼内的皮带输送机撤除，并在靠近切眼上行左帮处安装刮板输送机，利用综掘机配刮板输送机的方式自上而下对切眼剩余的60m巷道进行二次扩刷；扩刷至切眼下端头后，将综掘机后退至切眼开口向上60m处，并将刮板输送机调至切眼上行右帮，对溜子道下方的矸石进行切割出矸，直至将原来的巷道宽×高=5000×4350mm直墙弧顶断面扩刷至巷道为宽×高=6800×4350mm直墙弧顶断面。

4.根据权利要求1所述的三软岩层切眼大断面施工及其支护方法，其特征在于，所述的切眼大断面的支护方式为：采用锚网喷锚梁支护，顶板、锚梁锚杆及非面帮部采用直径18mm，长度为2250mm的螺纹钢锚杆；面帮采用直径18mm，长度为1800锚杆；顶板锚杆间排距650×650mm，帮部锚杆间排距650×1000mm；顶板采用长度为4m，用U25型钢加工成的锚梁，每架锚梁采用3组直径为20mm，长度为2500mm螺纹钢锚杆锚固；喷浆：顶板50～80mm厚，两帮30～50mm厚；在综掘机前方迎头，二次补强采用直径为22mm，长度为5000mm的锚索进行补强支护，锚索施打位置自面帮帮部向外500mm按照与水平60°夹角向前帮顶板施打一支，再向外每隔1500mm间距垂直轮廓线施打一支，顺巷间距1600mm，每排共5支锚索。

5.根据权利要求1所述的三软岩层切眼大断面施工及其支护方法，其特征在于，所述的切眼正常断面的支护方法为：顶腮采用直径18mm，长度2250螺纹钢锚杆，锚杆间排距=650×650mm；帮部采用直径18mm，长度为1800mm的锚杆，近面帮锚杆间排距=650×1000mm，扩刷帮施打3支锚杆固定，近面帮施打1.8m长护帮梁维护，护帮梁间距1m，与锚杆插空施打，护帮梁上端距腮部1m，采用两支直径为18mm，长度为1800mm的树脂锚杆固定；挂设孔径为4mm的金属网，其中施打树脂锚杆范围挂双向拉伸塑料网；喷浆厚度：顶板50~80mm，两帮30~50mm；顶板采用弧长4m工字钢锚梁，锚梁间距1300mm，锚梁采用三组直径20mm，长度为2500mm的螺纹钢锚杆支护，靠近面里一组锚杆角度与水平方向呈斜向上30-45°夹角施打，其余两组锚杆垂直轮廓线施打；顶板采用直径为22mm，长度为5000mm锚索进行补强支护，前帮帮部向外500mm按照与水平60°夹角向前帮顶板施打一支，再向外每隔1500mm间距垂直轮廓线施打一支锚索，共4支，与锚梁插空布置；锚索超前扩刷不得小于50m。

6.根据权利要求1所述的三软岩层切眼大断面施工及其支护方法，其特征在于，二次扩刷至巷道宽×高=6800×4350mm的直墙弧顶断面施工期间，按照直墙弧顶断面扩刷，左帮高度1.7m，右帮高度3.5m断面，宽1.8m，顶板与左帮采用锚网喷支护，采用直径18mm，长度为2250的螺纹钢锚杆，锚杆间排距=650×650mm；喷浆：顶板50~80mm，两帮30~50mm；腮部补打一支锚索加固。