专利名称：一种大断面煤巷快速掘进的方法
技术领域：
本发明涉及巷道掘进技术领域，尤其涉及大断面煤巷快速掘进的方法。
背景技术：
制约大多数高产高效矿井的主要因素之一是巷道的掘进。在煤巷掘进中支护所需的循环时间远远长于掘进作业时间。为了实现快速掘进，现有技术中将煤巷掘进中的支护采用先首次支护，后续进行二次支护的作业方式。这种作业方式在一定程度上可极大提高掘进速度。在实现本发明的过程中，发明人发现现有的快速掘进中，在首次支护完成后，何时进行二次支护完全凭借工人的经验来判断，具有很大的盲目性和随意性，易造成快速掘进过程中发生顶板冒落等安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种大断面煤巷快速掘进的方法，在实现快速掘进的同时，能够为施工的安全性提供可靠的技术保障。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:一种大断面煤巷快速掘进的方法，包括:对煤巷进行 掘进并立即进行首次支护；在经过首次支护的顶板处安装监测装置后，在迎头继续掘进；利用所述监测装置监测掘进机后部巷道顶板的下沉量变化，当所述监测装置监测到掘进机后部巷道顶板的下沉量变化达到预定值时，发出警示信号； 根据所述警示信号，对掘进机后部经过首次支护的煤巷及时进行二次支护。优选地，当所述监测装置监测到掘进机后部巷道顶板的下沉量变化达到预定值时，发出警示信号包括:当所述监测装置监测到掘进机后部巷道顶板的下沉量超过安全下沉量a的10-15%时,发出警示信号。可选地，所述安全下沉量a根据下述公式获得:a= Δ h* §其中，a为安全下沉量；Ah为顶板的实际下沉量；§为围岩级别系数，取值范围为 0-1。优选地，所述大断面煤巷快速掘进的方法还包括步骤:当所述监测装置监测到掘进机后部巷道顶板的下沉量变化达到预定值时，向掘进机的控制装置发出闭锁信号，所述掘进机的控制装置根据所述闭锁信号将所述掘进机的启动电路进行闭锁，禁止掘进机的启动。优选地，在掘进机后部的巷道完成二次支护后，解除所述警示信号；在所述监测信号被解除时，所述监测装置向掘进机的控制装置发出解锁信号，所述掘进机的控制装置根据所述解锁信号将所述掘进机的启动电路进行解锁，允许掘进机的启动。优选地，沿巷道的走向方向，在经过首次支护的顶板处依次安装有多个监测装置；当距离迎头最远的监测装置监测到距离迎头最近的监测装置之间的距离大于另一预定值时，也发出警示信号；根据所述警示信号，对经过首次支护的煤巷及时进行二次支护。优选地，所述当距离迎头最远的监测装置监测到距离迎头最近的监测装置之间的距离大于另一预定值时，也发出警示信号包括:当距离迎头最远的监测装置监测到距离迎头最近的监测装置之间的距离大于50米时，也发出警示信号。优选地，所述根据所述警示信号，对经过首次支护的煤巷及时进行二次支护包括:根据所述警示信号，对经过首次支护的煤巷及时进行二次支护至发出警示信号的所述监测装置处。本发明的大断面煤巷快速掘进的方法中，在对掘进后的煤巷先进行首次支护后即可开始新的掘进，掘进机后可进行煤巷的二次支护，增加了支护的作业空间，提高了支护效率，加大了“掘”、“支”工序的平行作业，也相对提高了掘进的速度；在进行首次支护后，又根据监测装置监测顶板的下沉量变化后所发出的警示信号及时进行二次支护，既避免了二次支护时间的盲目超前影响掘进的速度和因作业空闲受限导致二次支护的效率低下，又避免了因二次支护时间的盲目滞后而导致空顶时间过长而导致冒顶或塌方等事故的发生。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本发明一种大断面煤巷快速掘进的方法实施例的流程示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。参看图1所示，本发明实施例提供一种大断面煤巷快速掘进的方法，包括步骤:S1、对煤巷进行掘进并立即进行首次支护；S2、在经过首次支护的顶板处安装监测装置后，在迎头继续掘进；S3、利用所述监测装置监测掘进机后部巷道顶板的下沉量变化，当所述监测装置监测到掘进机后部巷道顶板的下沉量变化达到预定值时，发出警示信号；其中，所述的警示信号可为声音信号和/或光信号；S4、根据所述警示信号，对掘进机后部经过首次支护的煤巷及时补打锚杆和/或锚索进行二次支护。本发明实施例中的大断面煤巷是指横截面面积大于20平方米的煤巷。本发明的大断面煤巷快速掘进的方法实施例，在对掘进后的煤巷先进行首次支护后即可开始新的掘进，大大提高了掘进的速度；在进行首次支护后，又根据监测装置监测顶板的下沉量变化后所发出的警示信号及时进行二次支护，既避免了二次支护时间的盲目超前影响掘进的速度和因作业空间受限导致二次支护的效率低下，又避免了因二次支护时间的盲目滞后而导致空顶时间过长而导致冒顶或塌方等事故的发生。在前述大断面煤巷快速掘进的方法实施例中，进一步地，当所述监测装置监测到掘进机后部巷道顶板的下沉量变化达到预定值时，发出警示信号包括:当所述监测装置监测到掘进机后部巷道顶板的下沉量超过安全下沉量a的10-15%，优选10%时，发出警示信号。在前述大断面煤巷快速掘进的方法实施例中，可选地，所述安全下沉量a根据下述公式获得:a= Λ h* §。其中，a为安全下沉量；Ah为顶板的实际下沉量；§为围岩级别系数，取值范围为0-1,具体参照表一选取。表一:
权利要求
1.一种大断面煤巷快速掘进的方法，其特征在于，包括: 对煤巷进行掘进并立即进行首次支护； 在经过首次支护的顶板处安装监测装置后，在迎头继续掘进； 利用所述监测装置监测掘进机后部巷道顶板的下沉量变化，当所述监测装置监测到掘进机后部巷道顶板的下沉量变化达到预定值时，发出警示信号； 根据所述警示信号，对掘进机后部经过首次支护的煤巷及时进行二次支护。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述监测装置监测到掘进机后部巷道顶板的下沉量变化达到预定值时，发出警示信号包括: 当所述监测装置监测到掘进机后部巷道顶板的下沉量超过安全下沉量a的10-15%时，发出警示信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述安全下沉量a根据下述公式获得:a= Δ § 其中，a为安全下沉量；Λ h为顶板的实际下沉量；§为围岩级别系数，取值范围为O-1 ο
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤: 当所述监测装置监测到掘进机后部巷道顶板的下沉量变化达到预定值时，向掘进机的控制装置发出闭锁信号，所述掘进机的控制装置根据所述闭锁信号将所述掘进机的启动电路进行闭锁，禁止掘进机的启动，并对掘进机后部的首次支护范围立即进行二次补强支护，使得总体支护效果达到设计要求。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在掘进机后部的巷道完成二次支护后，解除所述警示信号；在所述监测信号被解除时，所述监测装置向掘进机的控制装置发出解锁信号，所述掘进机的控制装置根据所述解锁信号将所述掘进机的启动电路进行解锁，允许掘进机的启动。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，沿巷道的走向方向，在经过首次支护的顶板处依次安装有多个监测装置； 当距离迎头最远的监测装置监测到距离迎头最近的监测装置之间的距离大于另一预定值时，也发出警示信号； 根据所述警示信号，对经过首次支护的煤巷及时进行二次支护。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述当距离迎头最远的监测装置监测到距离迎头最近的监测装置之间的距离大于另一预定值时，也发出警示信号包括: 当距离迎头最远的监测装置监测到距离迎头最近的监测装置之间的距离大于50米时，也发出警示信号。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，根据所述警示信号，对经过首次支护的煤巷及时进行二次支护包括: 根据所述警示信号，对经过首次支护的煤巷及时进行二次支护至发出警示信号的所述监测装置处。
全文摘要
本发明的实施例公开了一种大断面煤巷快速掘进的方法，涉及巷道掘进技术领域。为在实现快速掘进的同时，能够为施工的安全性提供可靠的技术保障而发明。该大断面煤巷快速掘进的方法，包括对煤巷进行掘进后立即进行首次支护；在经过首次支护的顶板处安装监测装置后，在迎头继续掘进；在掘进机后利用所述监测装置监测掘进机后部巷道顶板的下沉量变化，当所述监测装置监测到下沉量达到预定值时，发出警示信号；根据所述警示信号，对掘进机后部经过首次支护的煤巷及时补打锚杆和/或锚索进行二次支护。本发明适用于大断面煤巷的安全快速掘进。
文档编号E21F17/18GK103195433SQ20131009071
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月20日 优先权日2013年3月20日
发明者杨仁树, 郭东明, 张毅, 李学彬 申请人:中国矿业大学(北京)