MB670型掘錨機在煤巷快速掘進(jìn)中的應(yīng)用分析

摘 要：煤礦巷道的掘進(jìn)技術(shù)是煤礦開采的主要環(huán)節(jié)，煤礦巷道掘進(jìn)速度決定煤礦的開采效率，但井下惡劣的作業(yè)環(huán)境，特別是煤層薄厚程度不一樣，對巷道的掘進(jìn)速度產(chǎn)生不同的影響，加強對煤礦快速掘進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新和研究，能夠有效促進(jìn)煤礦安全發(fā)展對此，本文首先對煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行介紹，然后對MB670型掘錨一體機的應(yīng)用優(yōu)勢進(jìn)行分析，并結(jié)合工程實例，對MB670型掘錨機在煤巷快速掘進(jìn)中的應(yīng)用要點進(jìn)行詳細(xì)探究，以期為類似工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：煤礦巷道；掘錨一體化

中圖分類號：TD421.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）14-0166-02

1 引 言

隨著我國煤礦綜合機械化程度的不斷提高，采煤工作面推進(jìn)速度明顯加快，工作面開采與煤巷掘進(jìn)的矛盾越發(fā)突出，很多煤礦出現(xiàn)了采掘接替緊張的局面。為了維持正常的采掘協(xié)調(diào)關(guān)系，這就需要采用有效技術(shù)手段來提高煤巷的掘進(jìn)速度，使之與工作面的推進(jìn)速度相匹配，從而保證礦井的安全高效生產(chǎn)。因此，煤巷掘進(jìn)速度的快慢對礦井的正常生產(chǎn)有著直接影響，而煤巷掘進(jìn)速度受到多種因素的影響，如掘進(jìn)工藝、支護方式、各施工工序之間的配合程度等，針對如何實現(xiàn)煤巷快速掘進(jìn)的問題，應(yīng)首先分析其影響因素，然后選擇與煤層地質(zhì)條件相適應(yīng)的掘進(jìn)設(shè)備，選用適宜的掘進(jìn)施工技術(shù)，保障項目建設(shè)的順利進(jìn)行。

2 煤礦巷道快速掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我國對礦井的巷道技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，在煤層中開拓巷道和布置巷道，目前我國煤礦企業(yè)采用的掘進(jìn)方式有煤巷綜合機械化掘進(jìn)技術(shù)、連續(xù)采煤機和掘錨機組一體化掘進(jìn)技術(shù)三種，其中煤巷綜合機械化掘進(jìn)技術(shù)也就是綜掘技術(shù)大部分應(yīng)用在煤礦企業(yè)中，盡管我國煤巷掘進(jìn)技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，但與發(fā)達(dá)國家相比仍然存在一定的差距，我們需要在機械掘進(jìn)和掘進(jìn)速度技術(shù)等方面加大研究力度。煤礦開采深度的不斷增加，地質(zhì)條件的差異給快速掘進(jìn)技術(shù)帶來了諸多困難，特別是在煤礦巷道掘進(jìn)過程中，支護的時間比巷道掘進(jìn)的時間要長，為有效提高巷道掘進(jìn)速度，需要技術(shù)人員加強對巷道掘進(jìn)速度的研究。

（1）掘錨機組掘進(jìn)技術(shù)是將采煤機和錨桿鉆機結(jié)合成一體，采用一臺設(shè)備就可以進(jìn)行采掘和支護，達(dá)到支護和掘進(jìn)一體的目的，在開采中實行巷道掘進(jìn)的同時進(jìn)行支護達(dá)到提高掘進(jìn)速度的目的，但該技術(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，組裝困難，在落煤時容易引發(fā)震動，對頂板的穩(wěn)定性有很高的要求。

（2）連續(xù)采煤機與獨立錨桿配套掘進(jìn)技術(shù)，在掘進(jìn)作業(yè)中主要依靠采煤機完成，支護依靠錨桿鉆車完成，兩者交替出現(xiàn)在施工巷道中，采煤機連續(xù)作業(yè)在轉(zhuǎn)向下一個巷道時錨桿鉆車進(jìn)入巷道實施支護。該技術(shù)巷道為多巷道，需要反復(fù)調(diào)動采煤機，巷道多投入的成本較高，維護困難。在我國使用廣泛的技術(shù)為懸臂式掘進(jìn)機配合人工錨桿鉆機掘進(jìn)技術(shù)，該技術(shù)是在掘進(jìn)后利用人工將單體錨桿鉆機移動到下一個巷道中，該技術(shù)無法實現(xiàn)掘進(jìn)和支護同時進(jìn)行，耗時長工作量大，延長成巷時間。

3 MB670掘錨機使用性能

MB670掘錨機是為了加快巷道掘進(jìn)速度而設(shè)計的錨掘一體化快速掘進(jìn)機。其獨特的截割性能和裝載性能使截割和打錨桿同時進(jìn)行。MB670掘錨機的應(yīng)用優(yōu)勢包括以下幾點：①顯著提高了工作效率。一次切割成巷，進(jìn)一步提高了支護過程中的機械化水平，掘進(jìn)速度明顯提高，尤其適合于節(jié)理不發(fā)育、煤質(zhì)硬度相對較高、構(gòu)造不復(fù)雜、坡度比較均勻的巷道。②減小了工人的勞動強度。破、裝、運煤以及支護等每一個環(huán)節(jié)均通過相應(yīng)的機械操作，使工人的勞動強度明顯降低。③作業(yè)安全性進(jìn)一步提高。非常容易操作，同時還十分可靠穩(wěn)定，妥善處理了生產(chǎn)當(dāng)中的危險因素。④作業(yè)環(huán)境明顯得到改善。掘錨機之中引入了相應(yīng)的除塵與噴霧系統(tǒng)，增強工人的視野清晰度，使工作環(huán)境條件得以改善。⑤支護質(zhì)量明顯提高。掘錨機在施工過程中不會對煤體造成嚴(yán)重的破壞，可以實現(xiàn)良好的成型效果，并且能夠盡快進(jìn)行支護，很容易掌握支護質(zhì)量。⑥掘錨機配備了相應(yīng)的機載計算機，可以有效監(jiān)控機組的動態(tài)，對故障部位進(jìn)行顯示，減小了檢修難度，使該項工作的效率明顯改善。

4 MB670型掘錨機在煤巷快速掘進(jìn)中的應(yīng)用實例

4.1 巷道圍巖及地質(zhì)條件

掘錨機施工巷道為某煤礦3#-5#層2404運輸順槽，設(shè)計長度4258m，煤層傾角較緩，整體傾向西北方。根據(jù)三維地震資料，工作面構(gòu)造較為簡單，煤層總厚度約為4.74～22.16m。巖性及厚度依次為：老頂粗粒砂巖、細(xì)砂巖，厚度5.71～12.54m、8.34m，直接頂泥巖，厚度1.79～6.18m，偽頂炭質(zhì)泥巖，厚度0.43m，直接底高嶺質(zhì)泥巖，厚度1.15～3.49m，老底粉砂巖，厚度4.05～8.92m。

4.2 巷道斷面及支護要求

施工巷道為矩形，規(guī)格5.5m×3.6m，沿煤底進(jìn)行掘進(jìn)，采用錨網(wǎng)索支護。頂板采用左旋無縱筋螺紋鋼錨桿+鋼筋網(wǎng)+錨索+W鋼護板聯(lián)合支護，兩幫采用左旋無縱筋螺紋鋼錨桿+8#菱形網(wǎng)+W鋼護板聯(lián)合支護。頂幫錨桿均為？準(zhǔn)22mm×2000mm左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，頂板間排距為950mm×1000mm，兩幫間排距為1000mm×1000mm；頂板錨桿夾角不大于15°，巷幫最上、最下部錨桿與煤壁夾角不超過20°；機組支護幫每根錨桿均采用2卷MSCK2335樹脂錨固劑；人工支護幫每根錨桿采用1卷MSZ2360樹脂錨固劑；托盤均采用130mm×130mm×10mm預(yù)應(yīng)力托盤；錨固長度890mm，預(yù)緊扭矩不小于200N·m，拉拔力不小于9t。頂部鋼筋網(wǎng)規(guī)格采用？準(zhǔn)6的冷拔鋼筋制作，規(guī)格為3200mm×1200mm，網(wǎng)格為100mm×100mm；幫部采用8#菱形網(wǎng)，規(guī)格為3300mm×1200mm，網(wǎng)格50mm×50mm，網(wǎng)片搭接長度250mm，并采用16#雙股鉛絲孔孔相連旋轉(zhuǎn)三圈綁扎牢固。頂幫“W”鋼帶均采用：450mm×280mm×4mm。錨索規(guī)格為？準(zhǔn)17.8mm×6300mm，間排距為2000mm×2000mm，二二布置，錨索托盤均采用300mm×300mm×12mm預(yù)應(yīng)力托盤，每根錨索均采用2卷MSCK2335和1卷MSZ2360樹脂錨固劑，錨固長度1800mm，錨索安裝垂直于頂板，拉拔力不小于150kN。

4.3 掘進(jìn)順序

機組截割時，將截割頭上升至巷道中部，移動機組使截割頭與前方煤壁接觸，然后升起臨時支撐，運轉(zhuǎn)截割頭與運輸機，上升截割頭至巷道頂板后，在激光指向儀的導(dǎo)向下，自上而下對煤壁進(jìn)行截割，割入深度1.0m。當(dāng)割到煤層底板時，收截割頭，截割底煤，使巷道底板平整，裝完余煤，再次將截割頭調(diào)整至巷道頂板，進(jìn)行下一個循環(huán)。

4.4 運煤工序

掘錨機割煤時，煤落在裝煤鏟板上，同時圓盤耙桿連續(xù)運轉(zhuǎn)，將煤炭裝入中部橋式轉(zhuǎn)載運輸機，通過橋式轉(zhuǎn)載運輸機再將煤裝入膠帶輸送機運出。

4.5 錨桿（索）掘進(jìn)工作面最小空頂距、最大空頂距

由于掘錨機采用邊掘邊支（掘1m支1m）的掘進(jìn)方式，故錨桿最小空頂距為1.8m，最大空頂距為2.8m。錨索最小空頂距為1.8m，最大空頂距為3.3m。

4.6 支護工藝

錨桿（索）支護作業(yè)順序為：定位→鉆眼→鋪網(wǎng)及托梁→安裝錨桿（索）→緊固錨桿（索）。

4.7 裝載與運輸要求

掘錨機（矸）→橋式轉(zhuǎn)載運輸機→2404順槽YBS-160型膠帶輸送機→2404輔運聯(lián)巷簡易皮帶YBS-160皮帶→北四盤區(qū)輔運大巷YBS-160皮帶→主斜井強力皮帶→地面。

4.8 勞動組織

工作面采用“三八”制作業(yè)，即兩個生產(chǎn)班，一個檢修班。0：00～8：00、16：00～24：00為生產(chǎn)班生產(chǎn)，即完成掘進(jìn)、運煤、打錨桿等工作。8：00～16：00為檢修班檢修，接班后生產(chǎn)1m，頂板支護完成后，安排本班進(jìn)行設(shè)備檢修。為生產(chǎn)班正常生產(chǎn)做好準(zhǔn)備工作，交班前生產(chǎn)1m，確認(rèn)設(shè)備完好，系統(tǒng)正常，如遇到特殊情況，生產(chǎn)班和檢修班可以進(jìn)行調(diào)換。每月按28d工作日計算掘進(jìn)504m。

5 結(jié) 語

綜上所述，煤巷快速掘進(jìn)施工對采煤工作面的正常銜接及礦井的安全高效生產(chǎn)有著直接影響，因此要根據(jù)不同礦井的地質(zhì)、生產(chǎn)條件，對煤巷掘進(jìn)速度的影響因素進(jìn)行分析，綜合考慮自然因素、設(shè)備因素、人為因素等方面，選用適宜的掘進(jìn)技術(shù)。本文主要結(jié)合工程實例，對MB670型掘錨一體機的應(yīng)用方式進(jìn)行了詳細(xì)探究，在煤巷快速掘進(jìn)施工中應(yīng)用掘錨一體機，能夠大大減輕工人勞動強度，提高掘進(jìn)效率，提高錨護過程中的安全性，有效地緩解了礦井采掘銜接、接替緊張的局面，值得推廣應(yīng)用。

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收稿日期：2018-4-14

作者簡介：黃 鵬（1985-），男，助理工程師，大專，主要從事掘錨隊生產(chǎn)副隊長的工作。