1.概述

 

　　在巷道掘进施工中，支护工艺占用时间的比重相当大。同时，巷道开挖后，要求尽快地对顶板进行支护，支护不及时，巷道顶板会在短时间内会发生离层，因此快速支护施工工艺成为提高巷道支护效果、实现快速掘进的关键。

 

　　2.改进施工机具

 

　　传统的锚杆支护施工工艺中，采用YT-24型风钻打顶板锚杆眼，帮锚杆眼采用ZMS60型风煤钻打眼，风动锚杆安装器搅拌安装锚杆，人力扳手预紧。

 

　　为了提高锚杆支护过程中的钻眼速度，减少支护工艺占用的时间，各煤炭企业从打眼、搅拌、预紧机具上入手，积极推广应用新设备，推行大功率设备，根据现场情况，选择合适的配套机具。

 

　　锚杆钻机的优点：

 

　　①钻机机体设计合理，结构简单，操作方便；

 

　　②钻进打眼时，震动力小，减轻对巷道围岩的破坏；

 

　　③钻进速度快，保证了巷道围岩的及时支护，有利于控制巷道围岩的变形；

 

　　④钻进速度快，缩短了锚杆支护时间，提高了掘进速度。

 

　　经过试验，确定合理的搭配机具：根据现场围岩情况，在顶板为砂岩的情况下，应用MYT-120型液压锚杆钻机进行顶板锚杆眼的钻孔、顶板锚杆的搅拌安装；在顶板为页岩时，采用MQT-120型风动锚杆钻机进行顶板锚杆眼的钻孔、顶板锚杆的搅拌安装。紧固螺母采用风炮；在煤巷、半煤巷，帮部则采用7665型风钻钻孔，采用防突钻机搅拌帮锚杆，紧固螺母采用2600型气动扳手。

 

　　传统的风钻打眼，每打一个锚杆眼需5～7分钟，采用锚杆钻机每个锚杆眼则只需要约50秒的时间，每个锚杆眼孔节省时间5分钟。打眼时间短，支护及时，对巷道围岩的控制起到了非常重要的作用。另外，采用风钻打眼，打眼时风钻冲击力强，震动力大，对巷道围岩的破坏严重，采用锚杆钻机打眼，则避免了该问题，锚杆钻机打眼时，均匀钻进，基本无震动力，不会对围岩造成大的破坏。尤其是二层煤复合顶板，采用锚杆钻机后，打眼时间短，支护及时，围岩及早得到控制，支护效果明显加强，巷道失修率大大降低。

 

　　同时，锚杆使用机械安装，安装可靠性高，避免了人工操作的随意性，保证了安装质量。避免了过去锚杆使用扳手人工紧固时随意性强，难以保证足够的预紧力等问题。

 

　　3.1确定最佳钻机位置

 

　　经多次试验，锚杆钻机位置放置在巷道中心线偏上帮0.4米位置最为合理。在此位置，不用频繁移动钻机，将顶板的锚杆眼孔按规定角度打出，提高打眼速度，降低员工劳动强度。

 

　　3.2长短钎交替使用：

 

　　为提高锚杆钻机的速度，在钻孔时，首先使用1.2米的短钎将顶板眼孔一起钻出，然后换用2.4米的长钎，将眼孔加深至要求眼孔位置。解决了原有1.0米标准钎子完成钻眼需多次换钎的情况，提高了钻进效率。

 

　　3.3合理搭配不同直径钻头：

 

　　为防止卡钻，提高换钎时的速度，短钎配直径32mm的钻头，长钎配直径28mm的钻头。

 

 

　　随着开采深度的加大，深部巷道围岩已明显显现出了软岩的特性，开掘巷道放炮以及支护打眼所造成的震动，都不同程度的对围岩造成破坏，不利于围岩的控制。传统的锚杆孔眼钻打机具采用风钻，在深部巷道中，它的缺点更加明显。

 

　　新汶矿区老矿井目前开采二层、四层、十一层和十三层，各煤层的围岩条件差别很大，需根据各煤层的顶板条件分别采用不同的钻孔机具。

 

　　二层煤：全区可采的稳定煤层，煤层平均厚度2.2m。典型的复合顶板，伪顶为砂质页岩，厚度0～2.1m，平均1.22m；其上为砂质页岩，硬度较小，平均厚度3.15m；再上为煤1，不稳定，1～3层，平均厚度1.35m；再上为老顶，细砂岩，平均厚度5.2m。

 

　　四层煤：煤层平均厚度2.6m，顶板为砂质页岩，深灰色，局部破碎，平均厚4.50m；其上为粉砂岩，灰色，水平层理发育，厚7.20m；再上为煤3，厚0.53m。。

 

　　十一层煤：煤层平均厚度1.53m，直接顶板为深灰色泥岩、砂质泥岩，厚度4～8m；老顶为石英砂岩，厚约18m。

 

　　十三层煤：煤层平均厚度1.31m，直接顶板为石灰岩，厚度6.2～8.1m，平均厚度7.0m。

 

　　针对锚杆钻机的特点，我们首先考虑在回采巷道应用。目前新汶矿区老矿井的回采巷道掘进主要集中在二层、四层、十一层和十三层，根据各煤层的顶板岩性，结合锚杆钻机的适用条件，选择合适的巷道进行试验应用，以后又相继在其他掘进工作面推广使用。

 

　　目前，新汶矿区老矿井二、四、十一层煤普掘巷道已普遍推广应用锚杆钻机，正逐步在锚网喷巷道推广。

 

　　同时，在应用中发现，由于锚杆钻机冲击力小，不适合于在f>6以上硬岩层中应用，十三层巷道顶板（灰岩）目前就不适合采用锚杆钻机。

 

 

　　通过改进锚杆施工机具，优化锚杆施工工艺，极大提高了锚杆支护过程中的钻眼速度，缩短了支护工艺所占用的时间，提高了巷道的掘进速度，有利于缓解紧张的采掘接续。应用锚杆钻机钻孔，钻进速度均匀，基本无震动力，对围岩不会造成大的破坏，增强了支护效果，提高了巷道锚杆的支护质量，降低了巷道的维修量，具有很大的经济和安全效益。