一种大倾角煤层配面切眼快速施工方法与流程

本发明涉及煤矿开采，具体涉及一种大倾角煤层配面切眼快速施工方法。

背景技术：

1、大倾角煤层是我国煤炭资源的主要赋存样式之一，各地均涉及该类煤层开采，在中西部地区储量丰富、产量大、生产集中程度高。与近水平煤层、缓倾斜煤层开切眼施工相比，大倾角煤层开切眼施工特别困难。因为大倾角煤层开切眼落差很高，沿着煤层倾斜方向直接从下向上掘进，需解决独眼通风、减小人员作业劳动强度、掘进和扩刷巷道过程中大量煤炭高空坠落、飞矸伤人、片帮、安全风险大等问题，导致施用周期较长，一般150m长切眼施工周期在2.5-3个月之间。但是当切眼长度更长时，如果采用现有大倾角煤层开切眼施工方式，施工周期过长，会耽误配面时间，影响长期接续。

技术实现思路

1、针对采用现有大倾角煤层切眼施工方式处理长切眼时，会耽误配面时间、影响长期接续的技术问题，本发明提供一种大倾角煤层配面切眼快速施工方法，采用交替掘进打对穿、分批施工后扩刷、提前备料集中干的方式，有效缩短了大倾角煤层开切眼的施工周期。

2、一种大倾角煤层配面切眼快速施工方法，包括一次掘进和再次扩刷，工作面的高水平巷道先到位于低水平巷道，一次掘进包括从高水平巷道由上向下施工切眼导硐，直到低水平巷道到位，再从低水平巷道由下向上施工切眼导硐至贯通；再次扩刷为扩刷至切眼全宽。

3、进一步的，高水平巷道为轨道巷，低水平巷道为运输巷。

4、进一步的，切眼导硐按照宽3.6m、高2.5m施工，切眼的全宽为7.6m。

5、进一步的，一次掘进具体包括：

6、（1）由上而下施工，沿煤层顶板掘进，采用激光定向，爆破落煤人工扒装，使用刮板输送机接力提升运输至轨道巷，再使用轨道巷的胶带输送机运煤；使用前探梁做临时支护；

7、（2）由下而上施工，迎头爆破落煤，采用塑料溜槽自溜至切眼下出口，经掘进机排至后部胶带输送机，然后转运至运输巷的刮板输送机；煤矸经破碎机破碎后进入梭式矿车缓存，梭式矿车根据皮带运行情况将煤矸卸载至二段皮带；使用前探梁做临时支护。

8、进一步的，再次扩刷包括沿切眼导硐东帮扩刷，爆破落煤人工攉煤、塑料溜槽自溜，使用运输巷综掘机、胶带输送机运煤。

9、进一步的，一次掘进的支护方式为：采用锚带网永久支护，顶板支护材料为600#等强螺纹钢式树脂锚杆配合w钢带使用，锚杆间排距为800×800mm；两帮为φ335#等强螺纹钢式树脂锚杆搭配w护板使用，锚杆间排距分别为800×800mm和800×1600mm；6300mm锚索加强支护，锚索间排距1600×1600mm，锚索加强支护距迎头最大不超过2m；在切眼内支设两根单体液压支柱配合u型钢顶梁，作为被动支护，间排距1500×1600mm。

10、进一步的，再次扩刷的支护方式为：切眼扩刷巷道采用锚带网永久支护，顶板支护材料为600#等强螺纹钢式树脂锚杆搭配六孔w钢带使用，锚杆间排距为800×800mm；东帮为335#等强螺纹钢锚杆搭配w护板使用，锚杆间排距为800×800mm，帮部锚杆拖后迎头不超1100mm；φ22mm×6300mm锚索加强支护，锚索间排距1600mm×1600mm；加强支护锚索距迎头最大不超5m；钢带与钢带错茬搭接不低于200mm。

11、进一步的，切眼滚筒硐室采用锚带网作为永久支护，锚索加强支护，与切眼扩刷巷道同时支护；在切眼扩刷巷道支设两根单体液压支柱配4.5m u29钢梁作被动支护，与切眼导硐支护顶梁搭接不低于400mm，单体液压支柱间排距1800mm×1600mm，被动支护距扩刷迎头最大不超5m。

12、进一步的，由上而下施工的安全措施如下：

13、（1）将溜煤道与人行道分离，人行道设置在巷道西帮至第一排单体液压支柱之间的巷道内宽度1.0m，每隔40米在人行道内安设防矸网，每隔20米安设一道横向挡矸栏；横向挡矸栏由液压支柱与菱形网构成，将菱形网站立敷设在单体液压支柱上，菱形网自底板敷至顶板；挡矸栏末端至人行道巷帮设置防迎头滚矸挡矸木板，在溜煤道内每隔20m设置一道防飞矸皮带或逆煤流挡煤板；

14、（2）溜头架采用地锚固定，地锚采用φ22mm×2000m的锚杆锚固，布置在溜头架的四角，用40t型刮板机锚链拴牢，溜头大件安装完毕后，机架找平、找正，打上地锚进行固定；

15、（3）切眼内溜煤道搭接使用时采用以下固定方法：每五节溜槽采用335#φ22螺纹锚杆打设两根地锚固定。随着切眼距离增加，每80m新增加一部刮板输送机接力运输矸石；

16、（4）掘进过程中由于巷道坡度大，为防止掘进时煤和矸石窜出或滚落伤人，应每隔1.6m打设点柱敷设旧皮带或菱形网将溜煤道与人行道隔开，且每隔30m横向安设一道档矸网；人行道侧施工时在巷帮拴设一道棕绳，便于人员上下手扶。

17、进一步的，由下而上施工的安全措施如下：

18、（1）迎头不留伞檐，支护后采用挡矸网将迎头封住，防止迎头矸石滑落，作为迎头施工人员的安全掩护，挡矸网采用煤矿井下用聚酯纤维增强塑料网，网格尺寸不大于100×100mm，挡矸网周边采用φ6mm钢筋加工的s钩与支护网勾连，底板以上500mm增加两根钢管作为骨架，骨架两端插入废旧钎子，并将钎子插入巷道两帮钻孔内，底部采用t型钉穿过网孔插入底板，s钩及t型钉间距均不大于500mm；

19、（2）当顶板、两帮一次支护全部完成后，将迎头挡矸网拆下；迎头出现片落，挡矸网无法起到防护作用时，加强防片迎头措施，每循环打设三根长度不低于2m螺纹锚杆，锚杆位于巷道顶板以下不小于0.3m，距两帮不大于1m位置均匀布置，封迎头锚杆与上一循环锚杆交替布置，每根锚杆配合w护板及木板进行封迎头，爆破时不撤除封迎头锚杆及木板；贯通前5米时掘进迎头打超前探眼，采用边探边掘的施工方式，并缩小控顶；

20、（3）铺设溜槽时，溜槽上端头以下10m内，采用挡矸卡将溜槽进行封堵，并防止矸石下溜人员滑落；清除铺设溜槽位置的积压浮矸，将溜槽铺设平整，并用双股8#铁丝进行固定，溜槽每10m进行打设一组地锚，并采用8#铁丝固定溜槽；人行道侧每隔20m打设一组挡矸卡，挡矸卡借助巷道内支柱配合钢管或废旧锚杆，加工高度不低于0.4m；

21、（4）溜煤道每间隔40m打设一组缓冲卡，缓冲卡以上10m采用一道废旧皮带吊挂与顶板，然后溜槽下端相比于巷道底板高0.1~0.2m，溜槽下端采用四根u型钢打设缓冲卡，缓冲卡两根立柱上端分别使用锚杆锚固，立柱下端与底板角度大于50°，最后横向铺设两根u型钢，最终缓冲卡起到阻挡矸石并减速作用。

22、进一步的，再次扩刷的安全措施如下：

23、（1）在溜煤道两侧使用旧皮带或双向拉伸塑料网设隔离网封挡溜煤道，旧皮带或双向拉伸塑料网使用小链或双股8#铁丝固定到单体支柱上，隔离网高度不低于1.5m，隔离网下部必须接触硬底；扩刷迎头及以下2m范围扩刷侧隔离网留攉煤道，攉煤道不再封挡，并随迎头下移；爆破时，放炮地点以上、以下各5m范围内人行道侧隔离网封挡高度加高至顶板；

24、（2）人行道设置在巷道西帮至第一排单体液压支柱之间的巷道内，人行道净宽1.0m，设人行梯，并沿单体支柱或巷帮锚杆敷设一道棕绳，将棕绳使用铁丝牢固固定在巷帮锚杆或支设的单体支柱上，棕绳高度符合人员手扶高度，便于人员上下手扶；

25、（3）溜煤道内间距20m设置抬溜头一组，正对抬溜头下方设置一组煤流缓冲挡卡，人行道及切眼扩刷巷道内沿倾斜方向间隔40m设置全高防护网，相邻两组全高防护网交错布置；间距20m安设一道横向挡矸栏，横向挡矸栏高度不低于0.5m，横向挡矸栏必须放置在硬底上，两端使用小链固定在单体支柱上，相邻两组横向挡矸栏交错布置；全高防护网由液压支柱与菱形网构成，将菱形网站立敷设在走向相邻两根或三根单体液压支柱上，菱形网自底板敷至顶板，分别在单体支柱上固定不少于三处，支柱使用垫木接顶；横向挡矸栏采用2寸钢管或t型钢加工，表面敷设8#铁丝菱形网。

26、本发明的有益效果在于：

27、本发明提供的一种大倾角煤层配面切眼快速施工方法，整理了大倾角煤层配面的切眼施工采用两个迎头交替掘进、分批施工、整体扩刷的施工工艺，并提供了支护技术和安全措施，创造性地提出大倾角运输机由下向上排矸运输、接力运输技术，并提出来大倾角由上向下排矸运输的缓冲技术，防止煤矸失速自溜砸坏支柱。该施工方法可以有效缩短大倾角煤层开切眼的施工周期，而且施工过程安全可靠。