某公司根据井下2-2煤煤层赋存条件以及巷道顶底板条件，在连续采煤机的使用过程中，大胆进行技术管理创新，从工作面设计管理、施工方案确定、掘进工艺管理、施工现场管理等方面进行优化，以提高掘进效率，实现快速掘进，为建设具有全球竞争力的世界一流能源企业做出积极贡献。

一、主要研究内容

巷道正常掘进时，当顶煤厚度大于400mm且顶板完整无裂隙时，循环进尺为11m，最大控顶距为13m；当顶煤厚度小于400mm且顶板完整无裂隙时，循环进尺为8m，最大控顶距为10m；当掘进遇地质构造或顶板破碎时，缩小循环进尺，短掘短支，顶板极易冒落时，掘进1m支护1m。

2.优化支护参数，减少支护影响时间，提高掘进效率。

根据井下巷道实际情况，结合工作面回采后巷道变化情况，优化工作面支护设计，由锚杆+钢带+锚索支护，更改当顶煤厚度≥400mm时采用锚网支护，当顶煤厚度＜400mm且顶板完整无裂隙时，采用单排锚索加强支护，锚索排距为3000mm,当顶煤厚度＜400mm且顶板不完整有裂隙或无顶煤时采用双排锚索加强支护，锚索间排距为2000×3000mm,当顶板破碎较为严重时，采用“W钢带+锚索”加强支护，每排3根。同时优化了联巷口锚索支护，由原来的每个联巷口支护9-11套锚索变更为“3+1”、“3+2”方式，根据联巷抹角大小，选择支护方式，减少了锚索的数量，提高了掘进效率。

3.加强现场管理，增加顺槽联巷间距，提高掘进效率。

该煤矿连采双巷掘进顺槽时每隔50m施工一个联巷，连采队每年预计掘进巷道17000m，按设计需施工联巷170个，为提高掘进效率，节约成本，根据现场调研，把施工联巷间隔更改为70m，变更后实际施工联巷121个，每年少施工49个联巷。

4.加强设计管理，顺槽机头硐室一次掘进成巷。

该煤矿机头硐室常规施工方法为在顺槽开口掘进时沿煤层顶板掘进，巷道断面与顺槽断面相同，待顺槽掘进完成施工顺槽机头硐室时，根据顺槽皮带机制图重新设计，重新挑顶、扩帮。现在工作面设计时机头硐室与顺槽同时设计、同时施工，顺槽机头硐室在施工过程中严格按照设计坡度施工，机头硐室大断面及驱动硐室采用连采机掘进一次成巷，较常规施工方法减少了挑顶、刷帮等炮掘工程，巷道成型好。

5.加强掘进工艺管理，回风绕道一次掘进成巷。

工作面回风绕道使用连采机掘进，掘进时需分别与2-2煤辅运大巷及胶带大巷贯通，后期再炮掘挑顶，然后施工风桥，考虑到后期挑顶工程量大、危险性高、工期长、施工难度大问题，对掘进工艺进行了优化。

工作面回风绕道使用连采机一次掘进成巷，掘进时严格按照设计坡度施工，确保和2-2煤辅运大巷及胶带大巷贯通时留设好台阶，施工风桥时可直接在巷道两侧台阶上直接铺设工字钢，不需要另外砌筑砖墙。在与2-2煤辅运大巷贯通处提前使用道木搭设好牢固的平台，并在平台下留设好行人空间，方便行人。与2-2煤辅运大巷贯通后，连采机直接通过平台进行挑顶，跨越2-2煤辅运大巷后按照设计坡度继续掘进，直到和2-2煤胶带大巷贯通，不需要从2-2煤辅运大巷开口掘进大巷辅胶联巷，减少了对矿井辅助运输的影响。

6.优化区段煤柱尺寸，提高掘进效率。

该煤矿回采巷道采用三巷布置，工作面上部回风巷，下部为胶带巷、辅助运输巷，辅运巷作为下一工作面回风巷使用，区段间一般留设20m左右的保护煤柱，为优化区段煤柱尺寸，提高掘进效率，组织研究减小护巷煤柱宽度项目。通过和科研院校合作，采用现场调研、室内实验、理论分析、数值模拟等研究方法，对该煤矿厚煤层采动影响下巷道围岩变形规律、区段煤柱合理宽度的确定等进行了研究分析，将211辅胶顺槽煤柱尺寸由20m优化到16.5m，效果明显，并在213、215、217工作面推广应用，减少了巷道掘进量，提高了掘进效率。

7.加强设计管理，顺槽硐室一次掘进成巷。

顺槽中转水仓、配电硐室、中驱硐室同工作面同时设计、同时施工，采用连采机掘进一次成巷，减少了后期炮掘工程，巷道成型好，安全性高。

8.加强施工方案管理，三条大巷同时掘进。

2-2煤南翼大巷为三条巷道平行布置，为实现安全、快速掘进的目的，根据巷道的煤岩特性、地质及施工条件，组织生产技术部、施工区队研究施工方案，并最终采用三条巷道同时掘进的方案进行施工，实现了掘进与支护平行作业，提高了掘进效率，降低了支护作业影响时间，减少了一次设备搬家倒面及设备安拆，简化了各大系统，避免了通风系统二次串联，系统更为合理可靠。

9.加强掘进工艺管理，留设顶底煤施工。

该煤矿2-2煤煤层底板岩性大多为泥质粉砂岩、泥岩，该层硬度较低，易破碎，掘进时经连采机和梭车来回碾压，底板松软，部分巷道顶板局部有淋水，底板遇水易泥化，淤泥、积水较多，影响梭车的正常运行及质量标准

化管理，严重时导致无法正常组织生产，需要在工作面铺设大量道木或者铺垫大量片石、碎石子方能维持生产；且巷道超高段较多，为实现安全、质量、快速掘进的目的，结合此段煤层厚度，研究决定采用留顶底煤的掘进工艺施工，胶带大巷待延胶带输送机前，进行二次拉底，达到设计高度。

二、实施效果

通过从设计源头上做起，开动脑筋、集思广益，坚持遵循技术可行、经济合理、安全可靠的原则，研究确定了合理的循环进尺、顺槽联巷间距、优化了支护参数、掘进工艺以及施工方案，提高了连采掘进效率，降低了劳动强度，节约了成本，连采双巷掘进最高单进水平达1890m，具体效果如下。

1.确定合理循环进尺。掘进工作面最大控顶距的确定是应用连续采煤机进行煤巷掘进的关键。通过地质条件变化适时修改循环进尺，以切合实际和保障安全生产。

2.优化支护参数。由锚杆+钢带+锚索支护，更改为锚杆支护，根据顶煤厚度确定是否增加网片、锚索支护，对联巷锚索支护进行优化，降低了工人的劳动强度，减少了支护影响时间，提高了掘进效率，节约了成本，平均每年节约支护材料费用约300万元。

3.增加顺槽联巷间距。连采顺槽每隔70m开一个联巷，减少了顺槽掘进总工程量，降低了矿井万吨掘进率。平均每年可减少49个联巷，在每个联巷均需施工两道密闭墙，密闭均为37墙砌筑，每个联巷砌筑密闭墙的费用大约为15000元，故每年节约费用73.5万元。

4.顺槽机头硐室一次掘进成巷。减少外委队炮掘工程，每个机头硐室节约成本约120万，平均每年施工2个机头硐室，共节约成本约240万。

5.回风绕道一次掘进成巷。避免了二次挑顶及砌筑风桥砖

墙，施工难度小，减少了工程量，一次成巷，巷道成型较好，加快了施工进度，节约了成本，方便后期砌筑风桥。常规方法施工工期约20天，优化后施工工期约6天；常规方法挑顶费用：424m3×900元/m3=38.16万；砌筑50砖墙费用：18m3×600元/m3×2=2.16万，一次支护材料费用：25m×316元/m=0.79万；矸石回填费用：320m3×50元/m3=1.6万；共计节约了38.16+2.16+0.79+1.6=42.71万，降低了成本。

6.优化区段煤柱尺寸。通过优化煤柱尺寸，减小了联巷掘进工程量，减少了支护时间和巷道交岔点作业时间，降低了工人的劳动强度，提高了工作环境的安全性。

现以211工作面为例计算产生经济效益：211辅胶顺槽煤柱16.5m，每个联巷减少了3.5m工程量，211辅胶顺槽巷道长度约3600m，共计62个联巷，因此211辅胶顺槽共减少217m掘进量，后续共计22个工作面，合计减少4774m。节约成本为217×22×1248.06元/ m=595.82万。

7.顺槽中转水仓、配电硐室、中驱硐室一次掘进成巷。掘进中一次性完成中转水仓、配电硐室、中驱硐室的掘进工程，减少外委队炮掘工程，每个工作面需炮掘进6个中转水仓、4个配电硐室、1个中驱硐室，外委炮掘施工共需145万，每年掘进两个工作面，共节约成本约290万。

8.三条大巷同时掘进。三条巷道同时掘进与双巷掘进后再掘单巷相比：南翼三条大巷总工程量3028m，三条巷道同时掘进正常情况下日进尺约40m，月进尺约1200m；双巷掘进时日进尺约40m，月进尺约1200m；另一条巷道单巷掘进时日进尺约20 m，月进尺约600m；综合考虑月进尺约900m，三条巷道同时掘进与双巷掘进后再掘单巷相比综合进尺提高了300m，提高了掘进效率。

（1）工时利用方面

三条巷道同时掘进的施工工艺与分次掘进施工工艺相比，节约了大约1/3的时间，提高了效率，连采机在辅运大巷正常掘进时，胶运大巷或者回风大巷进行支护作业，同时在连采机掘进完毕一个循环时，锚杆机将上一循环支护完毕，降低了支护作业影响的时间，由于三条巷道同时掘进，在支护正常跟进的情况下，连采机可以连续掘进，充分发挥连采机掘进的优势，提高了掘进效率。三条大巷同时掘进，减少了一次搬家倒面、设备回撤、一次安装拆除皮带、移变开关，节约了搬家倒面时间（约5-7天）。

（2）系统安全方面

三条大巷同时掘进，合用掘进过程中的压风、排水、供水、运输等系统，简化了各系统，避免了通风系统二次串联，系统更为合理、可靠。该掘进区域煤层顶部局部发育伪顶，且该层硬度较低，遇水软化、易破碎，易垮落，影响巷道掘进进尺和顶部支护及施工安全，留顶煤施工后，由于该煤层较坚硬、完整，且顶板较稳定、安全，易于支护及管理，日进尺由原来的24米提高到40米以上，提高了掘进速度，实现安全快速掘进的目的。

9.留设顶底煤施工。留底煤施工后，巷道底板较坚硬、完整，底板无淤泥、积水，连采机和梭车可正常运行，提高了掘进效率，巷道文明卫生、工程质量较好，减少了清淤量和垫底量。

以2-2煤南翼三条大巷为例进行计算，清淤费用：3028m（长）×5.5m（宽）×0.2m（厚）×100元/m3=33.31万；垫底费用：3028m（长）×5.5m（宽）×0.2m（厚）×116元/m3=38.64万；合计节约：33.31+38.64=71.95万。

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