淺談半煤巖快速掘進工藝研究

張延亮

（冀中能源股份公司葛泉礦 河北 邢臺 054102）

1 工作面概況

13503工作面是葛泉礦5號煤半煤巖掘進相對地質條件較簡單的工作面，該面位于三采區(qū)上山左翼，運輸巷設計長度820米，運料巷設計長度 860米，煤層傾角最小13°，最大26°，平均 19°左右，煤層厚度在1.10——1.52米間，平均為1.30米。工作面標高在-100——-240米之間，地面對應是沙河河床，掘進對地面無影響。本區(qū)水文地質條件較復雜，主要充水水源為：5#煤頂板野青灰?guī)r含水層、底板砂巖水、伏青灰?guī)r水。根據(jù)比擬法和大井法并結合5#煤回風巷、13508工作面鉆探及涌水量預計該區(qū)5#煤層正常涌水量為30m3/h，最大涌水量為60m3/h。掘進受鉆探防治水影響較大。

該工作面巷道掘進規(guī)格為4×2.6米，采用錨網(wǎng)支護，頂幫錨桿間排距均為800×800mm，錨索梁邁步布置兩道，排距1.1米，間距3米。該工作面配備掘進機兩臺，運料巷為EBZ100型型懸臂式半煤巖掘進機，運輸巷為EBZ135型型懸臂式半煤巖掘進機。2012年3月份在掘進創(chuàng)水平活動中，創(chuàng)出了半煤巖巷單孔掘進736米的好成績，為同等條件下半煤巖掘進積累了寶貴的經(jīng)驗。

2 半煤巖快速掘進工藝研究

1）超前統(tǒng)籌謀劃，做好超前鉆探與進尺關系，實現(xiàn)平行作業(yè)。

5號煤主要受底板砂巖水、伏青灰?guī)r水影響，掘進前必須進行超前鉆探。針對5號煤這種地質情況，超前謀劃，優(yōu)化鉆探擺布，減少鉆探工程制約。2月底13503運輸巷剩余520米、13503運料巷剩余270米與四采區(qū)軌道上山貫通，如采用我礦原有的150型鉆機進行防探水鉆探，每次最多探150米掘進120米。如果完成736米進尺，需要分5次鉆探施工，還需要進行鉆機轉運、拆除安裝等工作，嚴重影響快速掘進。通過選用ZDY1900S（MK-5）鉆深300m大功率鉆機，使得一次探測可以增加到300米；同時優(yōu)化鉆探施工組織，實現(xiàn)打鉆與掘進平行作業(yè)大大降低了超前鉆探對進尺的制約。首先在運料巷施工300米超前鉆孔（2月底鉆探施工完畢），在運料巷掘進的同時，在運輸巷迎頭進行超前鉆探施工，運料巷掘進到停頭位置前運輸巷超前鉆探工程完畢。搬家到運輸巷進尺，利用該工作面處在兩條上山之間掘進貫通的特點，掘進的同時在四采軌道上山反向對運輸巷進行鉆探施工，實現(xiàn)鉆探的無縫對接，可以使運輸巷直接掘進與四采軌道上山貫通，也減少了一次掘進搬家。

2）堅持掘進裝備系列化，改善作業(yè)環(huán)境，保證快速掘進。

13503運輸巷、運料巷全部實現(xiàn)機掘、軌道、卡軌車、皮帶跟頭，物料也隨之前移，改變了過去人工扛料、抬大件等情況，大大降低了工人的勞動強度，提高了掘進效率。

推廣應用大功率掘進機，運輸巷裝備了EBZ-135功率掘進機，與運料完EBZ-100掘進機比較，EBZ-135掘進機在半煤巖掘進中，割煤巖速度快、運行穩(wěn)定，截齒強度大，故障率低，極大提高了勞動效率，減少循環(huán)進尺時間，適合半煤巖巷掘進。EBZ100型掘進機割煤巖速度、小刮板輸送機運輸能力等都略有遜色，切割部電機出現(xiàn)了二次損壞，掘進機電機等大件通過便利的運輸系統(tǒng)，在一個小班內(nèi)可以完成從運輸?shù)礁鼡Q，從而也保證了快速掘進。

另外，在運輸巷80T皮帶運輸問題上，因地質構造影響，巷道方位需向下擺動15度。如果直接拐彎會造成皮帶無法正常使用，即使加抗偏棍效果也不理想。為保證在不增加運輸設備的前提下能保證皮帶正常運轉，結合技術部門對巷道進行了優(yōu)化設計，把15度拐彎分兩次完成。先擺動7.5度，在掘進20米后再擺動7.5度，拐彎處聯(lián)合抗跑偏裝置的使用，這樣不僅保證了一部皮帶的正常運轉至巷道貫通，同時甩開的斷層對掘進的影響。

在工作面迎頭使用除塵風機，加上汽動式幫錨桿機加導風護罩、防塵水簾、降塵噴霧等小改小革技術的使用，極大的降低的粉塵濃度，改善了作業(yè)環(huán)境。

3）進一步優(yōu)化支護設計，嚴格推行正規(guī)循環(huán)作業(yè)

（1）優(yōu)化支護設計

①根據(jù)13503工作面頂板及圍巖條件情況較好，頂板最大控頂距由2排1.8m，改為3排2.7m，減少循環(huán)次數(shù)，加大每循環(huán)進尺量。

②針對兩幫巖石底根幫錨桿施工困難，施工時間長的問題，變原φ16×2000mm圓鋼錨桿，為φ16×1500mm復用錨桿，并在巷道巖石底幫完整處，底根錨桿距底板放寬為不超過800mm。通過以上支護參數(shù)優(yōu)化，即滿足支護強度，節(jié)省了材料費用，同時又減少職工勞動強度，極大提高掘進效率。

（2）細化支護流程，嚴格推行正規(guī)循環(huán)

①充分發(fā)揮平行交叉作業(yè)的優(yōu)勢，采用“頂板中部支護先行，兩側隨后支護；煤幫先封，巖石底根后補”的方式，大大提高了掘進效率。

兩臺錨桿機同時對頂板進行支護，每排6根錨桿，先打中間4根，后補兩幫2根。兩臺風動幫鉆機對兩幫各打2-3排錨桿對煤幫進行支護，在掘進機割煤的過程中，安排剩余人員在掘進機后補打底部幫錨桿。這樣就解決了幫支護速度滯后的問題。

②嚴格落實措施，切實保障正規(guī)循環(huán)。

優(yōu)化勞動組織，明確分工。采用迎頭“四六”制，后路 “三八”制作業(yè)方式。

進尺組4個，每組15人，“四六”制作業(yè)方式，掘進一次成巷。循環(huán)進度2.7米，每班3個循環(huán)，班進8.1米，日進32.4米（可多循環(huán)作業(yè)），工效達0.393米/工。預備組“三八制”作業(yè)，負責開皮帶、井下鋪設軌道、延長卡軌車、運料；地面勤雜組負責下回物料、電器設備等。各條皮帶司機也實行包機包片制度。在實際工作中既有分工，又要相互配合，共同完成進尺任務。

4）加強機電設備的維護保養(yǎng)

機械化掘進工作面，機電設備的正常運行至關重要。無論是運輸設備還是掘進設備出現(xiàn)問題都會直接影響到進尺的正常進行。因此，加強機電設備的檢修維護是保證機電設備正常運行的前提。首先，抽調(diào)一批技術精干、責任心強的機電工成立一支檢修隊伍上早班，利用頂幫支護的時間對機電設備的關鍵部位進行檢修保養(yǎng)，如有特殊情況，寧可早班少進尺也要保設備檢修保養(yǎng)正常進行，另外在各小班另配備一員機電工對設備進行必要的維護。其次，是對各臺機電設備分包機到人，具體人對所包設備的重點部件關鍵環(huán)節(jié)進行重點檢修維護，從而保證了各臺機電設備的正常運行。

3 結論

要保證安全快速掘進，首先，倡導推廣掘進裝備系列化和大功率鉆機的使用，不僅可以提高掘進效率，而且降低了工人勞動強度。其次，強調(diào)正規(guī)循環(huán)，它是快速掘進的必要條件，創(chuàng)水平奪高產(chǎn)不是要蠻干，而是強調(diào)每個班按標準化進行施工，同時給下個班打下個好的生產(chǎn)基礎。第三，不斷提高作業(yè)人員的業(yè)務素質，使作業(yè)人員對設備不僅要會應用，更要會維護保養(yǎng)。第四，對生產(chǎn)中存在的問題要針對性的進行小改小革，使困難及時迎刃而解，同時將所有小改小革形成系統(tǒng)化、制度化，為今后生產(chǎn)積累寶貴經(jīng)驗。