陽(yáng)煤集團(tuán)巖巷普掘快速掘進(jìn)技術(shù)

范 照

（陽(yáng)泉煤業(yè)集團(tuán) 生產(chǎn)技術(shù)部，山西 陽(yáng)泉045000）

隨著煤礦回采設(shè)備的飛速發(fā)展，工作面的回采速度逐年提高。為了保證礦井生產(chǎn)的正常銜接，一個(gè)高產(chǎn)高效礦井必須提高巷道的掘進(jìn)速度。改進(jìn)掘進(jìn)裝備，是提升掘進(jìn)速度的一個(gè)最有效手段。隨著掘進(jìn)機(jī)功率的提升，煤巷綜掘的單進(jìn)水平有了明顯提升。但是，煤礦巖巷普掘的掘進(jìn)速度一直徘徊不前，并成為制約高產(chǎn)高效礦井產(chǎn)能提升的主要因素。從巖巷普掘工藝的生產(chǎn)環(huán)節(jié)入手，改進(jìn)各環(huán)節(jié)的生產(chǎn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了煤礦巖石巷道快速掘進(jìn)。

1 陽(yáng)煤集團(tuán)巖巷普掘工藝情況

1.1 巖巷普掘工藝的主要生產(chǎn)流程

巖巷普掘的主要施工流程為：打眼、爆破落巖、排矸、支護(hù)、噴漿。

1.2 巖巷普掘作業(yè)使用的主要設(shè)備發(fā)展情況

（1）截止2011年底，陽(yáng)煤集團(tuán)在巖巷普掘工藝中使用的設(shè)備都比較落后，主要設(shè)備情況如下：

打眼爆破落巖：現(xiàn)巖巷打眼使用的主要設(shè)備為7655和YT－29A型風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)。

排矸：現(xiàn)巖巷排矸使用的主要設(shè)備為耙?guī)r機(jī)和側(cè)卸式裝巖機(jī)配礦車(chē)。

支護(hù)：現(xiàn)煤礦的主要支護(hù)方式為錨桿、錨索、網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，施工錨桿、錨索的主要設(shè)備為MQT－130型錨桿鉆機(jī)。

噴漿：陽(yáng)煤集團(tuán)現(xiàn)使用的噴漿機(jī)主要為PC－8U型潮式混凝土噴漿機(jī)。

（2）2012年陽(yáng)煤集團(tuán)在巖巷普掘工藝中引進(jìn)的主要設(shè)備

為了有效提高巖巷普掘的單進(jìn)水平，解決高產(chǎn)高效礦井銜接緊張的局面，2012年陽(yáng)煤集團(tuán)引進(jìn)了大量較先進(jìn)設(shè)備。

引進(jìn)的主要設(shè)備：施工炮眼的液壓鉆車(chē)，排矸用的扒渣機(jī)配套搭接梭式礦車(chē)（移動(dòng)矸石倉(cāng)），噴漿用的濕式噴漿機(jī)。主要設(shè)備參數(shù)見(jiàn)表1、表2、表3、表4。

表1 CMJ17HT型液壓鉆車(chē)基本參數(shù)

表2 ZWY－120／45L型煤礦用挖掘式裝載機(jī)（扒渣機(jī)）基本參數(shù)

mm 2470行走速度／m／s 0.25±5%刮板鏈運(yùn)輸機(jī)構(gòu)形式 雙鏈雙驅(qū)／單鏈單驅(qū)適用巷道坡度 ≤32°總功率／kW 55最大物料通過(guò)尺寸（寬×高）／mm 620×740外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）／mm 11080×1980×2680適用巷道斷面（寬×高）／m ≥挖取距離／2.8×2.8

表3 SSD25型搭接梭式礦車(chē)基本參數(shù)

表4 JPC5U－L型濕式噴漿機(jī)基本參數(shù)

2 新、舊設(shè)備生產(chǎn)效率的對(duì)比

以陽(yáng)煤集團(tuán)一礦施工的北翼回風(fēng)巷為例，巷道為半圓拱形，掘進(jìn)斷面16.21m2，每循環(huán)平均施工炮眼70個(gè)，炮眼深度1.6m，每次放炮循環(huán)進(jìn)度1.5m，松散系數(shù)按1.6計(jì)算，每放一茬炮產(chǎn)生34m3矸石。

2.1 使用舊式設(shè)備各工序用時(shí)情況

使用的舊式設(shè)備主要為：7655型風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)、P－60B耙?guī)r機(jī)、MQT－130型錨桿鉆機(jī)、PC－8U型潮式混凝土噴漿機(jī)。

施工炮眼用時(shí)：施工70個(gè)炮眼，平均用時(shí)178min。

排矸：使用P－60B型耙?guī)r機(jī)，每個(gè)循環(huán)排矸用時(shí)200 min。

支護(hù)：平均每排頂部施工1.5根Φ17.8mm×6200 mm錨索和7.5根Φ20mm×2200mm錨桿；兩幫各施工1根Φ20mm×2200mm錨桿，平均每排支護(hù)用時(shí)147min。

噴漿：每小時(shí)噴漿3t，每小班噴漿15t。

2.2 新舊設(shè)備生產(chǎn)效率對(duì)比

施工炮眼效率提高情況：液壓鉆車(chē)有兩個(gè)鉆臂，并且與氣動(dòng)鑿巖機(jī)相比，鉆速可提高50%～100%。以陽(yáng)煤集團(tuán)寺家莊公司施工的中央盤(pán)區(qū)膠帶巷為例，液壓鉆車(chē)施工70個(gè)炮眼平均用時(shí)79min，生產(chǎn)效率提高55.62%。

排矸效率提高情況：使用扒渣機(jī)出完34m3矸石，平均用時(shí)150min，較耙?guī)r機(jī)用時(shí)少50min，出矸效率提高25%。

噴漿效率提高情況：濕式噴漿機(jī)噴漿前需要用水潤(rùn)管，噴漿后需要洗管，兩個(gè)工序用時(shí)約40min（潤(rùn)管10 min，洗管時(shí)間30min。正式噴漿后每小時(shí)噴漿4.5t，每小班噴漿21t。每個(gè)小班濕式噴漿機(jī)比潮式噴漿機(jī)多噴6t，效率提高40%。

根據(jù)以上較先進(jìn)設(shè)備與舊式設(shè)備效率對(duì)比，每個(gè)循環(huán)平均節(jié)省時(shí)間149min。

2.3 掘進(jìn)速度提高對(duì)比

（1）2011年陽(yáng)煤集團(tuán)一礦在使用舊式掘進(jìn)設(shè)備的情況下，全年施工北翼回風(fēng)巷896m，平均月進(jìn)尺74.67m，最高月進(jìn)95m，日均進(jìn)尺2.489m，最高日進(jìn)尺4.5m。

噴漿情況：日均噴漿成巷5m，月均成巷150m。

（2）2012年5月份開(kāi)始使用較先進(jìn)設(shè)備，5～10月累計(jì)施工進(jìn)尺548m，平均月進(jìn)尺91.33m，最高月進(jìn)尺為112m，日均進(jìn)尺3.04m，最高日進(jìn)尺7.5m，掘進(jìn)速度提高22.31%。

噴漿情況：日均成巷6.5m，月均成巷195m，噴漿效率提高30%。

3 新舊設(shè)備其他方面情況對(duì)比

巖巷普掘先進(jìn)設(shè)備與舊式設(shè)備相比，除了在生產(chǎn)效率方面有較明顯優(yōu)點(diǎn)外，在其他方面也有較明顯的優(yōu)點(diǎn)。

3.1 液壓鉆車(chē)與風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)的對(duì)比

液壓鉆車(chē)與氣動(dòng)鑿巖機(jī)相比具有許多優(yōu)越性，輸出功率大，能量利用率高，沖擊力、沖擊速度、沖擊頻率、扭矩、轉(zhuǎn)速、推進(jìn)力等鑿巖參數(shù)均可調(diào)節(jié)，對(duì)巖性變化的適應(yīng)性更強(qiáng)。減少能量消耗50%～70%，勞動(dòng)消耗降低20%～30%，噪聲降低15%～25%。保證了安全，避免了誤鉆瞎炮造成的傷亡事故。

3.2 挖掘式裝載機(jī)（扒渣機(jī)）配合梭式礦車(chē)（移動(dòng)矸倉(cāng)）與耙?guī)r機(jī)配合一般礦車(chē)的對(duì)比

（1）行走裝置采用履帶式，操作靈活、移動(dòng)快捷、裝矸范圍大，實(shí)現(xiàn)了全斷面裝載，裝矸干凈、無(wú)尾工。

（2）扒渣機(jī)利用二運(yùn)裝置，可以和煤溜、皮帶、梭式礦車(chē)配套使用，實(shí)現(xiàn)裝載運(yùn)輸連續(xù)作業(yè)。

（3）扒渣機(jī)配套的沖擊錘，可以破碎大塊矸石，輔助挖掘水溝，減少放炮環(huán)節(jié)。

（4）扒渣機(jī)采用定向耙裝，安全性高，避免了耙?guī)r機(jī)鋼絲繩傷人事故，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)掌頭打眼和外部出矸平行作業(yè)。

（5）移動(dòng)矸倉(cāng)儲(chǔ)存矸石量大，最小的達(dá)到14m3，最大可達(dá)25m3。采用移動(dòng)矸倉(cāng)臨時(shí)裝矸，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)輸連續(xù)作業(yè)，解決了礦車(chē)運(yùn)力不足影響出矸的問(wèn)題，縮短了排矸時(shí)間。

（6）可以實(shí)現(xiàn)矸石分裝分運(yùn)。針對(duì)沒(méi)有獨(dú)立排矸系統(tǒng)的巖巷，采用移動(dòng)矸倉(cāng)臨時(shí)裝矸，減少了系統(tǒng)環(huán)節(jié)改造工程。

3.3 濕式噴漿機(jī)與潮式噴漿機(jī)的對(duì)比

（1）濕噴機(jī)的混凝土輸送采用泵送式，噴射距離達(dá)到150m以上，比潮式噴漿機(jī)增加100m。

（2）回彈率低。濕噴機(jī)回彈率均在10%左右，與潮式噴漿機(jī)相比回彈率平均降低20%。

（3）粉塵濃度低。噴漿作業(yè)時(shí)粉塵濃度比干式噴漿機(jī)降低50%以上，改善了作業(yè)環(huán)境。

（4）濕式噴漿機(jī)集攪拌、輸送、噴射于一體，設(shè)計(jì)合理。除進(jìn)行巷道噴漿使用外，還可以做為巷道底板鋪底使用。

（5）泵送式濕噴機(jī)可以在開(kāi)拓大巷遠(yuǎn)距離作業(yè)，轉(zhuǎn)子式濕噴機(jī)可以在采區(qū)準(zhǔn)備巷、橫貫等斷面較小的巷道使用。

4 結(jié)語(yǔ)

巖巷普掘使用較先進(jìn)設(shè)備，在生產(chǎn)效率上得到了明顯提高，掘進(jìn)速度提高22.31%，可以有效地改善高產(chǎn)高效礦井銜接緊張的局面。先進(jìn)設(shè)備除了在生產(chǎn)效率表現(xiàn)較為突出外，在安全生產(chǎn)和改善作業(yè)環(huán)境方面相比舊式設(shè)備都有明顯提高。因此，煤礦巖巷普掘使用先進(jìn)設(shè)備，并充分發(fā)揮設(shè)備效能，是高產(chǎn)高效礦井的發(fā)展方向。