一种高瓦斯突出矿井薄煤层半煤岩切顶巷道快速掘进系统技术领域
本发明涉及一种煤层巷道快速掘进技术领域，具体是一种高瓦斯突出矿井薄煤层半煤岩
切顶巷道快速掘进系统。
背景技术
煤与瓦斯突出是煤矿井下一种特殊的动力现象，是煤矿危害较大的灾害之一，长期以来，
我国煤矿企业的瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出灾害事故频频发生，对煤矿企业和职工的生命财产
造成了巨大损失。据统计，我国国有重点煤矿高瓦斯及突出矿井所占比重为45.97％，由于瓦
斯事故死亡的人数占总死亡人数的32.03％，其中煤与瓦斯突出事故占60％以上发生在掘进工
作面。随着我国经济发展方式的转变，我国煤矿行业实现安全高效迫在眉睫，安全高效实现
的重要手段之一就是工作面推进速度快，必须以巷道快速掘进为保障。但是，在高瓦斯突出
煤层中进行巷道掘进，瓦斯涌出量大，煤与瓦斯突出危险性大，严重影响了矿井实现安全高
效的步伐。
针对高瓦斯突出矿井薄煤层半煤岩切顶巷道掘进速度慢和突出危险性大等问题，无法开
采保护层时，常规的瓦斯抽采方法存在单孔瓦斯抽采有效范围小，抽采率低，无法有效解决
煤层巷道掘进过程中瓦斯大量涌出的危害，加之采用切顶预裂爆破沿空成巷技术，使得薄煤
层半煤岩切顶巷道掘进和支护工序复杂且缓慢，常规的掘进和支护方法无法满足矿井安全高
效开采的需求。
发明内容
技术问题：本发明将提供一种高瓦斯突出矿井薄煤层半煤岩切顶巷道快速掘进系统，此
系统通过穿层钻孔预抽煤层群瓦斯，取消了掘前迎头预抽瓦斯的时间，同时利用综掘机组一
次截割成巷同时装运煤矸，并利用水压单体支柱进行巷道临时支护，大大节省人力和时间，
从而实现快速安全掘巷的目的。
技术方案：本发明的目的通过如下技术方案实现：
1、一种高瓦斯突出矿井薄煤层半煤岩切顶巷道快速掘进系统，其特征在于有如下步骤：
该系统包括掘前穿层钻孔预抽煤层瓦斯、掘前探放水、悬臂式综掘机截煤岩、装煤矸、运煤
矸、敲帮问顶、水压单体支柱(8)临时支护及永久支护工序；其特征是：通过安装悬臂式综
掘机组，完成巷道掘进迎头(1)探放水工序后，一次截割成半煤岩巷同时装运煤矸；敲帮问
顶后，利用水压单体支柱(8)进行巷道掘进迎头(1)临时支护。
2、所描述的穿层钻孔预抽煤层瓦斯时间为30～60天，在掘巷道前5～7天，对煤层瓦斯进
行检验，达标后按常规方法掘进煤层巷道。
3、所描述的巷道永久支护为锚杆(2)、普通锚索(4)、恒阻锚索(5)、小钢带(3)、金
属网(6)、喷砼(7)联合支护；锚杆(2)直径φ为16～18mm，长度1.6～1.8m，间排距为
800×800mm；普通锚索(4)直径φ为15.24mm，长度5.3m，间排距为1600×3000mm；
巷道切顶帮安装的恒阻锚索(5)φ为21.8mm，长度5m，排距为1000mm；小钢带(3)长
为3m、宽为70～100mm；两帮喷混凝土(7)厚度30～50mm，强度为C20；冷拔丝网(6)
φ为4mm，长度为2700×1150mm。
有益效果：由于采用了上述方案，本发明与传统技术相比优点如下：
本发明涉及一种煤层巷道快速掘进技术领域，具体是一种高瓦斯突出矿井薄煤层半煤岩
切顶巷道快速掘进系统。针对高瓦斯突出矿井薄煤层半煤岩切顶巷道掘进速度慢和突出危险
性大等问题，无法开采保护层时，常规的瓦斯抽采方法存在单孔瓦斯抽采有效范围小，抽采
率低，无法有效解决煤层巷道掘进过程中瓦斯大量涌出的危害，加之采用切顶预裂爆破沿空
成巷技术，使得薄煤层半煤岩切顶巷道掘进和支护工序复杂且缓慢，常规的掘进和支护方法
无法满足矿井安全高效开采的需求。此系统通过穿层钻孔预抽煤层群瓦斯，取消了掘前迎头
预抽瓦斯的时间，同时利用综掘机组一次截割成巷同时装运煤矸，并利用水压单体支柱进行
巷道临时支护，大大节省人力和时间，从而实现快速安全掘巷的目的。
附图说明
图1是本发明的巷道永久支护平面示意图。
图2是本发明的巷道临时支护和永久支护剖面示意图。
图例说明：1、巷道掘进迎头；2、顶板锚杆；3、小钢带；4、普通锚索；5、恒阻锚索；
6、金属网；7、喷砼；8、水压单体支柱；α、顶板锚杆倾角。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达到预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及
较佳实施事例，对依据本发明提出的一种高瓦斯突出矿井薄煤层半煤岩切顶巷道快速掘进系
统其具体实施方式及其功效说明如下：
1、请参阅图1、图2所示，本发明所述系统的主要由掘前穿层钻孔预抽煤层瓦斯、掘前
探放水、悬臂式综掘机截煤岩、装煤矸、运煤矸、敲帮问顶、水压单体支柱(8)临时支护及
永久支护工序；其特征是：通过安装悬臂式综掘机组，完成巷道掘进迎头(1)探放水工序后，
一次截割成半煤岩巷同时装运煤矸；敲帮问顶后，利用水压单体支柱(8)进行巷道掘进迎头
(1)临时支护。
2、请参阅图1、图2所示，所描述的穿层钻孔预抽煤层瓦斯时间为30～60天，在掘巷道
前5～7天，对煤层瓦斯进行检验，达标后按常规方法掘进煤层巷道。
3、请参阅图1、图2所示，所描述的巷道永久支护为锚杆(2)、普通锚索(4)、恒阻锚
索(5)、小钢带(3)、金属网(6)、喷砼(7)联合支护；锚杆(2)直径φ为16～18mm，
长度1.6～1.8m，间排距为800×800mm；普通锚索(4)直径φ为15.24mm，长度5.3m，
间排距为1600×3000mm；巷道切顶帮安装的恒阻锚索(5)φ为21.8mm，长度5m，排距
为1000mm；小钢带(3)长为3m、宽为70～100mm；两帮喷混凝土(7)厚度30～50mm，
强度为C20；冷拔丝网(6)φ为4mm，长度为2700×1150mm。
使用时，首先根据矿井实际地质资料、煤层瓦斯参数、煤与瓦斯突出鉴定、煤层群赋存
情况水文地质情况，确定穿层预抽瓦斯钻孔长度、终孔间距，并提前做好施工前处理水害、
裂隙、断层、瓦斯突出等危险因素的预案技术措施；探放水钻孔范围为巷道掘进迎头(1)前
方8～10m，以及巷道端面两侧轮廓线外2～4m煤层；悬臂式综掘机截煤岩从巷道迎头下部煤
层进刀，然后按从左到右，由下往上的顺序截割煤岩体，遇矸石时，切割做到先煤后矸石的
顺序；利用水压单体支柱(8)进行巷道临时支护时，先把顶板的浮石清理干净，然后“穿鞋
带帽”安装水压单体支柱(8)，安装时尽量垂直于顶、底板，利用工作面压风，工业水为介
质，加压单体支柱(8)；永久支护紧跟临时支护，保证巷道迎头(1)空顶距离不大于300mm，
综掘机每割一个进尺，进行临时支护和永久支护。