CN113279795A - 一种钻锚掘补快速掘进施工工艺方法 - Google Patents

一种钻锚掘补快速掘进施工工艺方法 Download PDF

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Abstract

一种钻锚掘补快速掘进施工工艺方法,步骤为:准备两组钻掘设备和两组钻锚设备,两组钻掘设备分别记为超前钻掘设备和主钻掘设备,两组钻锚设备分别记为超前钻锚设备和主钻锚设备;启动超前钻掘设备,由超前钻掘设备在煤岩中钻掘出多条平行的超前窄巷道,在超前窄巷道内实现采煤作业的同时形成多条预留煤柱;启动超前钻锚设备,在超前窄巷道内完成顶板预锚固;启动主钻掘设备,由主钻掘设备对预留煤柱进行截割采煤并形成后部主巷道,同时由主钻锚设备在后部主巷道内完成侧帮锚固;当后部主巷道顶板裸露后,在顶板预锚固的相邻位置通过主钻锚设备完成补强锚固。本发明首次提出了“超前窄巷道”与“后部主巷道”同步施工新思路,大幅度提升掘进效率。

Description

一种钻锚掘补快速掘进施工工艺方法
技术领域
本发明属于采煤巷道掘进施工技术领域,特别是涉及一种钻锚掘补快速掘进施工工艺方法。
背景技术
目前,煤矿井下一直存在采掘比失调的情况,即采煤速度大于掘进速度,而制约掘进速度的一个重要原因,就是掘进作业过程中的支护作业速度远低于掘进速度,导致掘进设备在向前掘进一段距离后,就需要停止掘进工作,然后就需要通过锚固设备对裸露出来的巷道顶板进行锚固作业,以较小控顶距,保证掘进面的安全。粗略估算,巷道顶板锚固作业的时间几乎占据了整个掘进施工工艺过程约70%的时间,从而严重影响掘进效率的提升。另外,在通过锚固设备对裸露出来的巷道顶板进行锚固作业前,巷道顶板会在短时间内处于无支护的不稳定状态,这也无形中增加了作业的不安全性。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供一种钻锚掘补快速掘进施工工艺方法,首次提出了“超前窄巷道”与“后部主巷道”同步施工的新思路,在“超前窄巷道”内实现采煤的同时可形成预留煤柱,并且在“超前窄巷道”内只需完成顶板预锚固即可,而且在“超前窄巷道”内不间断进行掘进工作的同时,可通过截割预留煤柱实现采煤,进而形成“后部主巷道”,由于顶板预锚固的存在,在“后部主巷道”内的掘进工作也可以不间断进行,而只需在随后的时间内单独对裸露出的顶板进行补强锚固即可,补强锚固完全无需占用正常的掘进施工工艺过程,与传统的掘进施工工艺相比,节省了约70%的时间,使掘进效率得到大幅度提升。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种钻锚掘补快速掘进施工工艺方法,包括如下步骤:
步骤一:准备两组钻掘设备和两组钻锚设备,两组钻掘设备分别记为超前钻掘设备和主钻掘设备,两组钻锚设备分别记为超前钻锚设备和主钻锚设备;
步骤二:启动超前钻掘设备,由超前钻掘设备在煤岩中钻掘出多条平行的超前窄巷道,在超前窄巷道内实现采煤作业的同时形成多条预留煤柱;
步骤三:启动超前钻锚设备,在超前窄巷道内完成顶板预锚固;
步骤四:启动主钻掘设备,由主钻掘设备对预留煤柱进行截割采煤并形成后部主巷道,同时由主钻锚设备在后部主巷道内完成侧帮锚固;
步骤五:当后部主巷道的顶板裸露后,在顶板预锚固的相邻位置通过主钻锚设备完成补强锚固。
在步骤三中,当超前窄巷道的掘进深度大于超前钻掘设备的长度时,超前钻锚设备跟随超前钻锚设备进入超前窄巷道内。
在步骤四中,主钻掘设备启动前,保证超前窄巷道的掘进深度至少为超前钻掘设备与超前钻锚设备长度之和的三倍。
在步骤四中,主钻掘设备对预留煤柱进行截割采煤时,超前钻掘设备在超前窄巷道内同步进行采煤作业。
在步骤四中,主钻掘设备对预留煤柱进行截割采煤规则为:先对后部主巷道两侧的预留煤柱进行截割,后对后部主巷道中部的预留煤柱进行截割。
在步骤五中,主钻锚设备对顶板进行补强锚固时,主钻掘设备对预留煤柱进行截割采煤的过程不用停止。
本发明的有益效果:
本发明的钻锚掘补快速掘进施工工艺方法,首次提出了“超前窄巷道”与“后部主巷道”同步施工的新思路,在“超前窄巷道”内实现采煤的同时可形成预留煤柱,并且在“超前窄巷道”内只需完成顶板预锚固即可,而且在“超前窄巷道”内不间断进行掘进工作的同时,可通过截割预留煤柱实现采煤,进而形成“后部主巷道”,由于顶板预锚固的存在,在“后部主巷道”内的掘进工作也可以不间断进行,而只需在随后的时间内单独对裸露出的顶板进行补强锚固即可,补强锚固完全无需占用正常的掘进施工工艺过程,与传统的掘进施工工艺相比,节省了约70%的时间,使掘进效率得到大幅度提升。
附图说明
图1为实施例中超前窄巷道顶板预锚固的支护布置图;
图2为图1中A-A剖视图;
图3为实施例中后部主巷道顶板补强锚固的支护布置图;
图4为图3中B-B剖视图;
图中,1—超前窄巷道,2—预留煤柱,3—后部主巷道,4—锚杆,5—锚网,6—钢筋梁,7—锚索,8—W钢带。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
本实施例中,以宽为5000mm、高为4000mm的矩形后部主巷道3为例。
一种钻锚掘补快速掘进施工工艺方法,包括如下步骤:
步骤一:准备两组钻掘设备和两组钻锚设备,两组钻掘设备分别记为超前钻掘设备和主钻掘设备,两组钻锚设备分别记为超前钻锚设备和主钻锚设备;
步骤二:启动超前钻掘设备,由超前钻掘设备在煤岩中钻掘出两条平行的超前窄巷道1,在超前窄巷道1内实现采煤作业的同时形成三条预留煤柱2,超前窄巷道1的宽度为1000mm,预留煤柱2的宽度也为1000mm;
步骤三:当超前窄巷道1的掘进深度大于超前钻掘设备的长度时,超前钻锚设备跟随超前钻锚设备进入超前窄巷道1内,启动超前钻锚设备,在超前窄巷道1内完成顶板预锚固;
具体的,超前窄巷道1顶板预锚固的支护布置图如图1、图2所示,顶板预锚固所采用的锚杆4为φ18mm×2800mm的左旋等强螺纹钢式锚杆,锚固剂采用的K2350药卷式树脂锚固剂,锚杆4间距为800mm,锚杆4排距为1000mm,锚杆4应与超前窄巷道1轮廓线切线垂直,最小也不能小于75°;铺设的锚网5尺寸为1200mm×2800mm,锚网5由钢筋梁6进行固定,钢筋梁6沿掘进方向布置,钢筋梁6的尺寸为3600mm×150mm×12mm;
超前钻掘设备每次向前截割1000mm后,即向前截割一个锚杆4排距后,暂停截割,然后整体向前移动一个1000mm的步距,之后重新启动截割,并继续向前完成下一个1000mm的截割;
超前钻锚设备每次完成一个锚杆4排距的锚固作业后,暂停锚固,然后整体向前移动一个1000mm的步距,之前重新启动锚固,并继续完成下一个锚杆4排距的锚固作业;
步骤四:主钻掘设备启动前,保证超前窄巷道1的掘进深度至少为超前钻掘设备与超前钻锚设备长度之和的三倍,当满足要求后,启动主钻掘设备,主钻掘设备对预留煤柱2进行截割采煤时,超前钻掘设备在超前窄巷道1内同步进行采煤作业,并且主钻掘设备对预留煤柱2进行截割采煤规则为:先对后部主巷道3两侧的预留煤柱2进行截割,后对后部主巷道3中部的预留煤柱2进行截割;由主钻掘设备对预留煤柱2进行截割采煤并形成后部主巷道3,同时由主钻锚设备在后部主巷道3内完成侧帮锚固;
具体的,由主钻掘设备先对左侧的预留煤柱2进行截割,再对右侧的预留煤柱2进行截割,最后对中间的预留煤柱2进行截割;
主钻掘设备每次向前截割1000mm后,即向前截割一个锚杆4排距后,暂停截割,然后整体向前移动一个1000mm的步距,之后重新启动截割,并继续向前完成下一个1000mm的截割;
当左侧的预留煤柱2截割完成后,由主钻锚设备对左侧裸露的侧帮进行锚固;当右侧的预留煤柱2截割完成后,由主钻锚设备对右侧裸露的侧帮进行锚固;
侧帮锚固所所采用的锚杆4为φ18mm×2100mm的左旋等强螺纹钢式锚杆,锚固剂采用的K2350药卷式树脂锚固剂,锚杆4间距为800mm,锚杆4排距为1000mm,铺设的锚网5尺寸为1200mm×2600mm,锚网5由钢筋梁6进行固定,钢筋梁6沿竖直方向布置,钢筋梁6的尺寸为3600mm×150mm×12mm;
步骤五:当后部主巷道3的顶板裸露后,在顶板预锚固的相邻位置通过主钻锚设备完成补强锚固,并且,主钻锚设备对顶板进行补强锚固时,主钻掘设备对预留煤柱2进行截割采煤的过程不用停止;
具体的,当主钻掘设备向前截割两个步距后,即向前截割到2000mm的预留煤柱2后,就可以对裸露的顶板进行补强锚固了,而顶板补强锚固的支护布置图如图3、图4所示;顶板补强锚固所采用的锚杆4为φ18mm×2800mm的左旋等强螺纹钢式锚杆,锚固剂采用的K2350药卷式树脂锚固剂,锚杆4间距为800mm,锚杆4排距为1000mm,锚杆4应与超前窄巷道1轮廓线切线垂直,最小也不能小于75°;铺设的锚网5尺寸为1200mm×2800mm,锚网5由钢筋梁6进行固定,钢筋梁6沿掘进方向布置,钢筋梁6的尺寸为3600mm×150mm×12mm;锚索7采用φ17.8mm×5200mm的钢绞线,锚索7的间距为1200mm,锚索7的排距为2200mm,锚索7由W钢带8固定,W钢带8沿横向布置,W钢带8的尺寸为3600mm×150mm×5mm。
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围,凡未脱离本发明所为的等效实施或变更,均包含于本案的专利范围中。

Claims (6)

1.一种钻锚掘补快速掘进施工工艺方法,其特征在于包括如下步骤:
步骤一:准备两组钻掘设备和两组钻锚设备,两组钻掘设备分别记为超前钻掘设备和主钻掘设备,两组钻锚设备分别记为超前钻锚设备和主钻锚设备;
步骤二:启动超前钻掘设备,由超前钻掘设备在煤岩中钻掘出多条平行的超前窄巷道,在超前窄巷道内实现采煤作业的同时形成多条预留煤柱;
步骤三:启动超前钻锚设备,在超前窄巷道内完成顶板预锚固;
步骤四:启动主钻掘设备,由主钻掘设备对预留煤柱进行截割采煤并形成后部主巷道,同时由主钻锚设备在后部主巷道内完成侧帮锚固;
步骤五:当后部主巷道的顶板裸露后,在顶板预锚固的相邻位置通过主钻锚设备完成补强锚固。
2.根据权利要求1所述的一种钻锚掘补快速掘进施工工艺方法,其特征在于:在步骤三中,当超前窄巷道的掘进深度大于超前钻掘设备的长度时,超前钻锚设备跟随超前钻锚设备进入超前窄巷道内。
3.根据权利要求1所述的一种钻锚掘补快速掘进施工工艺方法,其特征在于:在步骤四中,主钻掘设备启动前,保证超前窄巷道的掘进深度至少为超前钻掘设备与超前钻锚设备长度之和的三倍。
4.根据权利要求1所述的一种钻锚掘补快速掘进施工工艺方法,其特征在于:在步骤四中,主钻掘设备对预留煤柱进行截割采煤时,超前钻掘设备在超前窄巷道内同步进行采煤作业。
5.根据权利要求1所述的一种钻锚掘补快速掘进施工工艺方法,其特征在于:在步骤四中,主钻掘设备对预留煤柱进行截割采煤规则为:先对后部主巷道两侧的预留煤柱进行截割,后对后部主巷道中部的预留煤柱进行截割。
6.根据权利要求1所述的一种钻锚掘补快速掘进施工工艺方法,其特征在于:在步骤五中,主钻锚设备对顶板进行补强锚固时,主钻掘设备对预留煤柱进行截割采煤的过程不用停止。
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