综掘机刷扩采煤收作工作面尝试

摘要：针对1313（3）工作面回采结束后的收作通道刷扩工程，采用综掘机为主、人工及小型液压挖掘机为辅的机械化刷扩工艺，替代传统全人工刷扩模式。结合专项安全技术措施，介绍综掘机刷扩收作工作面施工方案、支护体系与安全管控要点，分析工艺应用难点及改进对策，为同类条件下收作通道施工提供工程参考。

关键词：收作工作面；综掘机刷扩；锚网索支护；控顶管理；安全管控

 引言

综采工作面回采完毕后，收作通道刷扩是设备拆除前的关键工序，通道断面质量、支护可靠性直接影响后续单轨吊布设与设备拆装安全。传统收作刷扩多采用人工风镐作业，劳动强度大、施工效率低，高帮片落、顶板失稳风险突出。某矿1313（3）工作面回采结束后，刷扩总长度355 m，设计为大断面矩形收作通道，断面5 m×3.9 m。现场尝试采用综掘机台阶法开展刷扩作业，配套锚网索联合支护，围岩破碎区段辅以人工刷扩，小挖机配合出货。通过编制专项安全技术措施，规范施工工艺、支护体系及多工种交叉作业管理，实现收作通道安全刷扩。

1 工程概况

1313（3）工作面刷扩完成后形成矩形收作通道，服务于工作面设备拆除及单轨吊运行。巷道围岩条件差异较大，部分区段顶板破碎、煤壁易片帮，存在局部应力集中，同时包含轨顺端头抹拐、单轨吊吊挂基础施工等特殊工程。

各施工队伍职责划分：掘进区队承担刷扩施工及单轨吊直梁延接；生产准备队负责物料筹备、单轨吊梁延伸、移变安设调试；综采三队负责风水管路敷设、破碎顶板预加固注浆，刷扩期间配置控制台、皮带、支架、煤机岗位人员，做好设备操作配合。

2 综掘机刷扩施工方案

2.1 主要施工工艺

工作面走向锚索施工完成后，采用综掘机台阶法刷扩，利用ZLJ‑21型机载临时支护作为迎头主要临时防护，锚杆机、风煤钻实施永久支护，液压挖掘机将煤矸转运至工作面刮板输送机出货；顶板破碎、煤体松散地段改为人工刷扩。

综掘机初次刷扩高度控制在3.5‑3.9 m，以此降低迎脸及高帮片落风险，刷扩完成后再进行卧底作业，保证单轨吊梁下方巷道净高不低于3.8 m，巷道底脚采用点锚杆加固。

结合围岩稳定状态确定循环模式：围岩条件较好时执行一刀两排，围岩破碎不稳定时采用一刀一排，严格控制控顶距与空顶时间，一刀一排空顶时间不超过20 min，一刀两排不超过30 min，禁止长时间空顶作业。当永久支护至迎脸距离超出规定限值，必须补打临时锚杆或及时施工永久支护。

截割完成后，使用不小于3 m长柄工具，遵循由后向前、由顶向帮的原则开展敲帮问顶，彻底清除顶帮浮矸活石，再开展临时支护、铺网及锚网索施工。

2.2 特殊部位处理

为满足综掘机进出作业要求，轨顺端头施工5 m×5 m抹拐。刷扩前对顶板实施锚索束预加固，采用扇形布置11#矿用工字钢配合锚索补强顶板，抹拐内施工木垛加强顶板控制。

单轨吊吊挂点采用2根一组的锚索进行施工，锚索必须锚固至稳定岩层深度不少于1.2 m，保障后期拆装作业起吊安全。顶板破碎区段采用工字钢梁加固，发生连续抽冒时采取注浆加固；大断面破碎带采用挑棚、木垛接顶方式管控顶板。

3 支护体系设计

3.1 永久支护

收作通道顶板采用V级高强螺纹钢锚杆配合W5型钢带、金属网联合支护，顶板锚索按“4‑3”均匀布置；煤壁侧帮部采用锚杆、锚索交替布设，配套钢带与金属网。金属网搭接长度≥200 mm，14#扎丝双道联网，联网间距200 mm。顶板破碎时应适当加长锚索，保证锚索生根于稳定岩层。

矿压监测方面，每50 m布设一组2点式顶板离层观测站，断层、破碎带、交岔点等复杂区域增设观测站点；每刷扩50 m施工顶板探测孔，探查顶板岩性变化。

3.2 临时支护与帮脸防护

机载临时支护为本工艺核心配套装备，依托综掘机液压油缸抬起顶架，托举钢带与金属网实现接顶，并用锚链将装置生根于已支护顶板锚杆（索），作业人员在其掩护下完成永久支护。当机载支护故障或接顶效果不佳时，采用轻型水压单体补强，单体垂直顶底板，底部穿铁鞋并配套防倒保护，永久支护完成后方可拆除。

高帮高度大于1.5 m必须实施挂网防护；迎脸破碎地段采用玻璃钢锚杆配合柔性网封闭防护，网片与已有支护网相互连接，防范煤壁片帮伤人。

4 现场安全关键管控

该作业属于掘进与综采多队组交叉作业，现场设备密集，空间受限，安全管控难度高。掘进区队安排管理人员现场跟班，刷扩首班安排区队主要管理人员现场值守，由跟班人员统一协调现场作业。

综掘机操作人员必须持证上岗，开机前检查截齿、液压、喷雾冷却系统，设备存在故障严禁开机。截割采用自上而下“S”形作业，单次进刀深度不大于0.5 m；作业区域设置警戒，配套红外电子围栏，人员闯入可实现自动断电报警。针对视线盲区，设置专职指挥人员，配置带封闭护栏的专用座椅，作业人员佩戴保险带。设备后退时分段回收电缆，专人监护，保证设备与巷帮、管路留有不小于300 mm安全间隙；处理卡矸、设备检修时必须停电闭锁。

人员进入煤壁侧作业前，对刮板输送机、采煤机及周边支架停电闭锁，关闭支架进液截止阀，伸出伸缩梁、护帮板护顶护帮；严格落实动态敲帮问顶，清除危矸与伞檐，作业全过程设置专人监护，保障安全退路。液压挖掘机卧底出货时，与人工作业地点间距不小于10 m，移动回转设专人监护，检修前释放液压管路压力。

锚索张拉作业双人配合，张拉机具做好二次保护，人员避开千斤顶危险区域，作业人员配齐护目镜等防护用品。架设工字钢、木垛接顶作业搭设稳固脚手架，钢梁下方严禁站人。作业地点悬挂瓦斯便携仪，机载断电仪定期校验，同时明确瓦斯火灾、水灾两类灾害的避灾路线，本措施需同工作面相关规程、防火瓦斯专项措施配套执行。

5 工艺应用体会

机械化刷扩相比传统人工刷扩，有效降低工人劳动强度，提升施工效率；机载临时支护可快速防护迎头顶板，缩短空顶暴露时间；小挖机辅助出货，解决大断面卧底清底难题。但现场也存在局限性：工作面设备布置密集，交叉作业多，对现场指挥协同要求高；截割扰动易诱发破碎煤壁片帮；机载支护受顶板平整度影响，破碎区域接顶效果受限；异形部位仍需要大量人工辅助。

对此提出优化方向：收作前期对破碎顶板开展预注浆加固；围岩变差及时调整循环进尺，严禁超控顶距作业；优化机载支护结构，提升对不平整顶板适应性；强化多队伍协同与现场跟班确认，防范交叉作业风险。

6 结语

在1313（3）收作工作面开展综掘机刷扩实践表明，条件适宜的收作工作面，可采用综掘机台阶法刷扩，配合机载临时支护、锚网索联合支护，局部辅以人工及小型挖掘设备完成大断面收作通道施工。该工艺能够改善作业条件，提升施工效率，但无法完全取代人工。现场必须落实专项安全技术措施，严控控顶距、空顶时间，强化支护质量与交叉作业管理，方可保障施工安全，可为同类矿井提供实践参考。

参考文献

[1] 煤矿安全规程[M].北京：应急管理出版社，2022.

[2] 康红普.煤矿巷道锚杆支护技术与实践[M].北京：煤炭工业出版社，2021.