煤礦巷道修護(hù)中的機(jī)械化應(yīng)用

陳 倉

(淮南礦業(yè)集團(tuán)張集煤礦, 安徽淮南市 232100)

煤礦巷道修護(hù)中的機(jī)械化應(yīng)用

陳 倉

(淮南礦業(yè)集團(tuán)張集煤礦, 安徽淮南市 232100)

針對張集煤礦變形巷道修護(hù)的實際困難,引進(jìn)應(yīng)用了架柱支撐式鉆機(jī)、耙斗裝巖機(jī)、破碎修護(hù)機(jī)、氣動噴漿機(jī)等新型巷修機(jī)械,積累了大量的現(xiàn)場使用經(jīng)驗,不但滿足了巷修要求,提高了工作效率,還可每年節(jié)省巷修費用 4755萬元,具有很好的借鑒意義。

巷道修護(hù);架柱支撐式鉆機(jī);耙斗裝巖機(jī);破碎修護(hù)機(jī);氣動噴漿機(jī)

張集煤礦是淮南礦業(yè)集團(tuán)的主力礦井之一,年產(chǎn)量 1200多萬 t,現(xiàn)主采煤層為 13-1#和 11-2#煤,采用前進(jìn)式回采工藝,主要開拓巷道均布置在硬砂巖、中砂巖及砂頁巖層中。隨著開采深度的增加,開拓系統(tǒng)不斷延伸,采區(qū)接替周期縮短,礦壓顯現(xiàn)也越來越明顯,每年的巷道失修率都在增加,東西兩翼的大部分巷道都出現(xiàn)了不同程度的頂板下沉、底板鼓起、斷面縮小等變形,特別是布置在硬砂巖、中砂巖中的巷道,出現(xiàn)了底板整體鼓起、兩幫壓縮的現(xiàn)象。為了滿足巷道正常的使用要求,需要對變形巷道進(jìn)行臥底、地錨、刷架、噴注漿等施工,但巷道堅硬圍巖性質(zhì)不但給巷道修護(hù)帶來了很大困難,也大大提高了工人的勞動強(qiáng)度。鑒于以上情況,礦山大力引進(jìn)了一批新型巷修機(jī)械,有效滿足了巷修要求,降低了勞動強(qiáng)度,提高了勞動效率。

1 架柱支撐式鉆機(jī)和耙斗裝巖機(jī)的應(yīng)用

張集煤礦東翼 13-1煤及 11-2煤軌道大巷受采動影響出現(xiàn)了嚴(yán)重的變形,底板不斷鼓起,在半年內(nèi)連續(xù)巷修 3次,采用傳統(tǒng)的臥底方式無法有效控制快速的巷道底鼓。根據(jù)巷道布置的地質(zhì)條件,礦山采用了底板深孔錨索注漿加固技術(shù),不但有效治理了巷道底鼓問題,而且還降低了巷修成本,實現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)技術(shù)一體化。同時,在底板深孔錨索注漿加固施工中,推廣應(yīng)用 ZQJJ120/2.3架柱支撐式鉆機(jī)和P30B耙斗裝巖機(jī),不但解決了施工中存在的很多客觀困難,滿足了巷修要求,同時還積累了大量的現(xiàn)場使用經(jīng)驗。

在底板深孔錨索注漿加固技術(shù)中,首先需要對變形巷道進(jìn)行臥底施工,臥底至腰線下 1760 mm,然后對臥底巷道施工 100 mm厚砼地坪,打 1000 mm深淺孔進(jìn)行淺孔注漿;待底板圍巖初步加固后,使用ZQJJ120/2.3架柱支撐式鉆機(jī)施工Φ60 mm,深 6 m的錨索孔,錨孔施工完畢后注入錨索 (Φ18×6300 mm)和錨注管,然后進(jìn)行鉆孔內(nèi)注漿,安設(shè)工字鋼梁,最后張拉錨索加固,石渣回填。在整個底板深孔錨索注漿加固技術(shù)中,平均臥底深度達(dá)到 1500 mm,寬 5.1 m,長度達(dá)到 3000 m以上,臥底量有 22000多m3,顯然使用人工風(fēng)鎬臥底、人工裝碴是不能滿足要求的,另外考慮到施工巷道的底板在以前的頻繁臥底中已經(jīng)非常破碎,礦山引進(jìn)了煤礦用 P30B耙斗裝巖機(jī)進(jìn)行前期的臥底施工,施工效率提高了 2倍以上,還節(jié)省了大量勞動力。

P30B耙斗裝巖機(jī)的使用經(jīng)驗主要總結(jié)如下:

(1)P30B耙斗裝巖機(jī)使用巷道高度要達(dá)到 2 m以上,斷面達(dá)到 6 m2以上。

(2)使用耙矸機(jī)的挪移步距不能大于 50 m。

(3)為保護(hù)好巷道內(nèi)原有的各種風(fēng)水管路、電纜等,需要把耙矸機(jī)霸王樁安設(shè)在專門設(shè)置的巷道過河繩上,并能根據(jù)耙矸區(qū)域的改變進(jìn)行挪移,實現(xiàn)全斷面機(jī)械化耙矸。過河繩設(shè)置的具體方法是在巷道兩幫上各施工 2根Φ20 mm×2500 mm的錨桿,過河繩使用 6分雙股鋼絲繩牢固連接在兩側(cè)錨桿外露部份上。

(4)耙斗牽引鋼絲繩是安全生產(chǎn)的弱點,容易損壞,一般情況 3 d左右就需要更換。

(5)為了防止耙斗在運轉(zhuǎn)過程中發(fā)生跳躍,需要把直徑大于 300 mm的大塊矸石預(yù)先破碎。

ZQJJ120/2.3架柱支撐式鉆機(jī)的使用經(jīng)驗有:

(1)ZQJJ120/2.3架柱支撐式鉆機(jī)的穩(wěn)固裝置不足,需另外加工頂板穩(wěn)固支架。

(2)鉆頭滑道偏軟,鉆孔超過 3 m深度后,鉆機(jī)機(jī)身搖擺厲害,需對滑道進(jìn)行特備加固。

(3)鉆機(jī)安設(shè)時,需使用保險帶吊掛,防止鉆機(jī)液壓穩(wěn)固裝置意外卸壓傾倒。

2 煤礦用破碎修護(hù)機(jī)的應(yīng)用

張集煤礦西翼 13-1軌道大巷及東翼 11-2膠帶機(jī)大巷布置在硬質(zhì)砂巖中,由于采動影響,圍巖大面積整體來壓,為保證巷道正常使用,需要進(jìn)行臥底、刷架等巷修施工。在施工的過程中,由于巖性太硬,使用風(fēng)鎬根本挖不動,人工使用風(fēng)錘打排眼不但施工效率低下,勞動強(qiáng)度也非常巨大,后期進(jìn)行放炮和膨脹施工效果也不理想。鑒于以上情況,礦山引進(jìn)了 XPY-750/30L型煤礦用破碎修護(hù)機(jī),在西翼13-1軌道大巷砼地坪臥底和東翼 11-2膠帶機(jī)大巷臥底刷架施工中成效顯著。該設(shè)備的引進(jìn)有效解決了硬巖臥底刷架施工過程出現(xiàn)的各種難題,大大提高了工作效率,每班的施工進(jìn)度比原來提高了 1倍多;同時減輕了勞動強(qiáng)度,改善了施工條件,結(jié)束了以前臥底中風(fēng)鎬響不停、釬子不停換的現(xiàn)象。

在礦用修護(hù)破碎機(jī)引進(jìn)和使用過程中,主要經(jīng)驗有:

(1)使用巷道高度≮2.5 m,斷面≮8 m2。

(2)使用巷道需要鋪設(shè)軌道,以滿足出碴要求。

(3)對原裝破碎機(jī)破碎部進(jìn)行了改良,加裝了可以拆卸的液壓挖斗,實現(xiàn)了機(jī)械化出碴。

(4)加大了破碎機(jī)錘頭在垂直面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角度,盡量實現(xiàn)刷架過程中破頂?shù)氖┕ひ蟆?/p>

(5)在使用過程中,由于原裝破碎機(jī)井下對液壓油的風(fēng)冷效果不好,出現(xiàn)了長時間工作液壓油油溫過高,局部油管漏油的現(xiàn)象,對液壓油的冷卻方式改為水冷后,解決了漏油問題。

3 氣動噴漿機(jī)的應(yīng)用

由于張集煤礦前進(jìn)式的采區(qū)布置方式,現(xiàn)在的東西兩翼早期掘進(jìn)的煤層回風(fēng)大巷全部到了使用年限的后期,巷道變形嚴(yán)重,為了滿足正常通風(fēng)要求,需要對回風(fēng)大巷進(jìn)行噴注漿施工加固。另外張集煤礦被認(rèn)定為高瓦斯礦井,對回風(fēng)大巷內(nèi)的電氣使用也有更嚴(yán)格的要求,在前期的少量局部范圍進(jìn)行噴漿施工時,多采用把電動噴漿機(jī)安設(shè)在進(jìn)風(fēng)巷道內(nèi),使用噴漿管引到回風(fēng)大巷的施工方法,以滿足實現(xiàn)高瓦斯礦井回風(fēng)大巷的安全要求。后來隨著施工范圍的擴(kuò)大,這種方法顯然不能適應(yīng)施工要求了,所以專門引進(jìn)了 PQC6 I氣動噴漿機(jī)進(jìn)行煤層回風(fēng)大巷的噴漿施工,不但有效解決了回風(fēng)大巷設(shè)備使用的安全要求問題,還避免了電動噴漿機(jī)拆接火、鋪設(shè)電纜、進(jìn)行停送電的繁瑣程序,增加了正常噴漿的時間,提高了工作效率,降低了工人的勞動強(qiáng)度。

實踐經(jīng)驗主要有以下幾點:

(1)PQC6 I氣動噴漿機(jī)對風(fēng)壓的要求很嚴(yán)格,要求風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)不能小于 0.5 MPa,當(dāng)井下局部地點風(fēng)壓達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求或接入噴漿機(jī)風(fēng)管不匹配時,會造成噴漿機(jī)不工作。

(2)進(jìn)氣系統(tǒng)采用的快速連接裝置操作方便,但容易損壞、漏氣,引起噴漿機(jī)不工作。

(3)進(jìn)料口與出料口在交接班或短期不使用時,必須清理干凈,并防止混合料過分潮濕。

4 結(jié) 論

在礦山大力引進(jìn)并使用改良新型巷修機(jī)械的過程中,形成了一系列與之配套可行的巷修新工藝,有效滿足了巷道修護(hù)要求,減低了勞動強(qiáng)度,提高了勞動效率,創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

(1)在技術(shù)應(yīng)用上,實現(xiàn)了安徽省首例中深孔底板錨注技術(shù)的成功應(yīng)用,并在全省范圍內(nèi)推廣;煤礦用 P30B耙斗裝巖機(jī)過河繩的發(fā)明,有效實現(xiàn)了全斷面機(jī)械化臥底;XPY-750/30L型煤礦用破碎修護(hù)機(jī)和 PQC6 I氣動噴漿機(jī)改變了傳統(tǒng)的巷修工藝,解決了長久以來的硬巖巷修和高瓦斯礦井電氣使用安全問題。以上新型巷修機(jī)械的應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)非常成熟完善,并已在全局范圍進(jìn)行推廣。

(2)在經(jīng)濟(jì)分析上,以前的巷道修護(hù)中,由于存在反復(fù)修復(fù)的現(xiàn)象,所以巷修的投入相當(dāng)巨大,主要巷道修護(hù)量為每年臥底巷道 21000 m,刷架巷道3200 m,局部噴注漿巷道 2500 m,按平均巷修成本3500元 /m計,總費用高達(dá) 9345萬元。而在引進(jìn)新型巷修機(jī)械后,施工效率提高了 2倍多,每年巷道修護(hù)的總量降到了 18000 m,每米巷道平均巷修成本降到了 2600元,總計僅為 4680萬元,節(jié)約成本 4755萬元,總體實現(xiàn)了現(xiàn)代煤礦經(jīng)濟(jì)技術(shù)一體化。

2010-09-08)

陳 倉 (1981-),男,河南周口人,助理工程師,主要從事煤礦修護(hù)技術(shù)工作,Email:chencang1234@yahoo.cn。