一种巷道六边形断面掘进施工方法与流程

本申请涉及巷道掘进技术领域，主要涉及一种巷道六边形断面掘进施工方法。

背景技术：

目前，深部高地应力矿井采准巷道基本沿袭浅埋深矿井巷道断面设计，采用矩形断面。实际施工中，矩形巷道由于地压作用造成巷道成型差，支护难度大，维护量大，在强矿压作用下，易引起巷道变形严重，发生冒顶和片帮，威胁矿井安全生产。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种巷道六边形断面掘进施工方法，用于解决现有矩形断面对片帮控制力度不够的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案如下：

本申请提供了一种巷道六边形断面掘进施工方法，所述方法包括：

采用正台阶工作面从上到下掘进方式对所述巷道进行全断面施工，首先对上台阶工作面中部进行掘进矩形导硐，以所述导硐形成的中洞为界，对所述上台阶工作面左右两部分依次进行掘进弧形帮部；

在所述上台阶工作面施工结束之后，依次掘进下台阶工作面左右两部分；

在所述下台阶工作面左右两部分完成之后，在所述下台阶工作面向前掘进预设长度和预设坡度的台阶斜坡，完成六边形断面施工的整个大循环。

上述方案设计的方法，通过上述设计得到的巷道掘进六边形断面施工方法，使得形成的六边形断面能够更好的利用矿压对巷道侧壁产生的压力，在不影响巷道使用的前提下，最大限度控制片帮，并且优化巷道断面形状，减少维护工作量，减少支护工作量。

另外，在后续形成这样断面的巷道中，利于风筒、管路以及电缆吊挂，不影响皮带运输机铺设、转载机行进和移变列车行走，不妨碍工作面超前支护支架使用、移设等。

在本申请的可选实现方式中，所述对所述上台阶工作面中部进行掘进矩形导硐，包括：采用短掘短支方式进行掘进矩形导硐，支护至所述上台阶工作面最小空顶距。

上述方案设计的方法，短掘短支，形成良好的安全施工环境，防止巷道冒顶造成工作人员的人身安全问题。

在本申请的可选实施方式中，所述导硐施工进度为2米，施工4次，形成8米的导硐。

在本申请的可选实施方式中，所述以所述导硐形成的中洞为界，对所述上台阶工作面左右两部分依次进行掘进弧形帮部，包括：以所述导硐形成的中洞为分界，在所述上台阶工作面左右两部分依次掘进两弧形帮8米，接网并在两帮肩下施工锚杆，循环进度8米，空帮2米。

在本申请的可选实施方式中，所述依次掘进下台阶工作面左右两部分，包括：采用掘进完成再支护方式依次进行下台阶工作面左右两部分施工，并对上台阶顶板补打锚索。

上述方案设计的方法，对上台阶顶板及时补打锚索，使得上台阶顶板更加牢固，不容易产生冒顶威胁，降低施工环境的危险性，增强安全保障。

在本申请的可选实施方式中，所述依次掘进下台阶工作面左右两部分，包括：所述下台阶工作面左右两部分掘进距离为8米。

在本申请的可选实施方式中，所述上台阶工作面包括超前台阶，所述超前台阶距离在10-18米。

在本申请的可选实施方式中，所述向前掘进预设长度和预设坡度的台阶斜坡，包括：向前掘进长度8米、坡度13°的台阶斜坡。

在本申请的可选实施方式中，所述台阶高度为2米。

在本申请的可选实施方式中，所述对所述上台阶工作面左右两部分依次进行掘进弧形帮部，包括：通过退机对所述上台阶工作面左右两部分依次进行掘进弧形帮部。

本申请的有益效果包括：本申请通过上述设计得到的巷道六边形断面施工方法，使得形成的六边形断面能够更好的利用矿压对巷道侧壁产生的压力，在不影响巷道使用的前提下，最大限度控制片帮，并且优化巷道断面形状，减少维护工作量，减少支护工作量。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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他的附图。通过附图所示，本申请的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本申请的主旨。

图1是本申请第一实施例提供的巷道六边形断面掘进施工方法流程图；

图2是本申请第一实施例提供的巷道六边形断面掘进施工方法断面图；

图3是本申请第一实施例提供的巷道六边形断面掘进施工方法平面图；

图4是本申请第一实施例提供的巷道六边形断面掘进施工方法剖面图。

具体实施方式

为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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他实施方式，都属于本申请保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施方式。基于本申请中的实施方式，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他实施方式，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

第一实施例

对于本申请中，需要说明是：

煤层掘进后，巷道顶板出现悬空，其顶板压力转移到两侧煤壁上，煤壁承受的压力增加，形成增压区，煤壁在附加荷载的作用下，一部分煤被压碎成片状，并挤向巷道空间或脱落，这种现象称为片帮。正台阶工作面掘进：正台阶工作面掘进时，上台阶超前，超前部分可用锚喷或其他临时支架维护；下台阶掘出后，全断面进行永久支护。如顶板不够稳定，可在超前部分砌好拱部永久支护，下台阶掘出后再砌墙接拱。

如图1所示，本申请提供一种巷道六边形断面掘进施工方法，包括：

步骤101：对上台阶工作面中部进行掘进矩形导硐，转到步骤102。

步骤102：以上台阶导硐形成的中洞为界，对上台阶工作面左右两部分进行掘进帮部，转到步骤103。

步骤103：在上台阶工作面施工结束之后，依次掘进下台阶工作面左右两部分，转到步骤104。

步骤104：在所述下台阶工作面左右两部分掘进完成之后，在所述下台阶工作面向前掘进预设长度和预设坡度的台阶斜坡，完成六边形断面施工的整个大循环。

这里需要说明的是，六边形断面施工整体采用正台阶工作面从上到下掘进方式对巷道全断面进行施工。

这里需要说明的是，在施工之前，首先需要考虑掘进机适应条件及巷道通风、行车、超前支护支架移动、管路安装、固定设备安装等要求，确定六边形巷道断面尺寸，依据确定的断面规格进行支护设计(应留出掘进机退刀空间)。

对于步骤102，这里值得说明的是，导硐掘进法岩层不够稳定时，先掘进小断面导硐，然后逐次扩大。

本申请中是在上台阶工作面先开挖中洞，在中洞内进行顶板锚杆网支护，然后再开挖两侧帮部，保证帮部施工在有效顶板支护下进行。

采用正台阶工作面方式进行挖掘，灵活多变，适用性强，具有足够的作业空间和较快的施工速度，本申请实施例中的超前台阶为只有一个台阶。

上述方案设计的方法，通过上述设计得到的巷道掘进六边形断面施工方法，使得形成的六边形断面能够更好的利用矿压对巷道侧壁产生的压力，在不影响巷道使用的前提下，最大限度控制片帮，并且优化巷道断面形状，减少维护工作量，减少支护工作量。

另外，在后续形成这样断面的巷道中，利于风筒、管路以及电缆吊挂，不影响皮带运输机铺设、转载机行进和移变列车行走，不妨碍工作面超前支护支架使用、移设等。

可选的，对于步骤101中对所述上台阶工作面中部进行导硐，具体为：采用短掘短支方式进行导硐，支护至所述上台阶工作面最小空顶距，其中，最小空顶距的距离为2米。

这里指的说明的是，最小空顶距是指支护后工作面最小的没有支护的距离，本申请中为2米。

上述方案设计的方法，短掘短支，形成良好的安全施工环境，防止巷道冒顶造成工作人员的人身安全问题。

具体的，对于上述步骤101的具体实施步骤，导硐施工进度为2米，施工4次，形成8米的导硐。

对于上述方案，4次循环导硐，每次进度2米，边导硐边支护，保证施工的安全性。

可选的，对于步骤102中的以所述导硐形成的中洞为界，对所述上台阶面左右两部分进行掘进弧形帮部，具体为：以所述导硐形成的中洞为分界，在所述上台阶面左右两部分挖掘两弧形帮8米，接网并在两帮肩下施工锚杆，循环进度8米，空帮2米。

这里值得说明的是，锚杆是当代煤矿当中巷道支护的最基本的组成部分，将巷道的围岩加固在一起，使围岩自身支护自身，锚杆类型可根据地质条件、使用要求及锚固特性进行选择，本申请中可选用但不限于中空注浆锚杆、树脂锚杆、自钻式锚杆、砂浆锚杆和摩擦性锚杆等。另外，锚杆必须安装垫板，垫板应与煤岩面紧密接触。

可选的，对于步骤103中的掘进下台阶面左右两部分，具体为：采用掘进完成再支护进行下台阶工作面左右两部分施工，并对上台阶顶板补打锚索。

上述方案设计的方法，对上台阶顶板设置锚索，使得上台阶顶板更加牢固，不容易发生离层和下沉，降低施工环境的危险性，增强安全保障。

可选的，对于上述所说的下台阶面掘进的距离为8米。

可选的，上台阶工作面包括超前台阶，超前台阶距离在10-18米。

可选的，在步骤104中向前掘进预设长度和预设坡度的台阶斜坡，具体为：向前掘进长度8米、坡度13°的台阶斜坡。

可选的，台阶的高度可根据现场施工条件的实际情况来判断获取，上述所说的台阶高度可为但不仅限于2米。

以下为本申请的具体实施工序中的一种：

①全断面采用正台阶工作面掘进施工，先上后下，台阶高度2米，上工作面超前台阶距离10-18米。

②上台阶工作面施工采用先中间导硐，后开上部两帮。中间导硐循环进度2米(包括顶板支护)，施工4个循环，共8米，支护至工作面最小空顶距(2米)。

③退机分别依次扫上台阶工作面两弧形帮8米，接网并施工两帮肩下2排锚杆，循环进度8米，空帮2米。

④上工作面施工至超前台阶18米后，退机分别依次掘进下台阶断面左右两部分(帮部与上台阶帮部取直)，长度8米，并支护两帮，同时补打上台阶顶板锚索。

⑤在下台阶工作面向前掘进长度8米、坡度13°的台阶斜坡。

⑥至此完成整个工艺大循环。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。