回采巷道橫川拐彎掘進(jìn)施工工藝應(yīng)用

王衛(wèi)衛(wèi)

（山西長(zhǎng)平煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 晉城 048000）

建設(shè)高產(chǎn)高效礦井，必須合理安排礦井采掘銜接，工作面回采與巷道掘進(jìn)相協(xié)調(diào)。目前我國(guó)煤礦采煤工作面機(jī)械化程度在90%以上，掘進(jìn)機(jī)械化程度僅達(dá)到60%左右，有些甚至只有40%。掘進(jìn)工作面機(jī)械化程度低、掘進(jìn)效率低，是影響我國(guó)煤礦采掘銜接緊張的主要原因[1]。煤礦巷道在掘進(jìn)過(guò)程中常常遇到需要拐彎的情況，特別是回采巷道在掘進(jìn)過(guò)程中往往需要同步掘進(jìn)橫川，而拐彎施工前期由于沒有完善的機(jī)械化出煤系統(tǒng)，需要采用人工清煤的出煤方式，導(dǎo)致作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，掘進(jìn)效率低。探索橫川拐彎掘進(jìn)施工新工藝，提高橫川掘進(jìn)效率，對(duì)緩解礦井采掘銜接緊張具有重要意義。多位技術(shù)專家結(jié)合各自礦井具體條件，研究了相應(yīng)的巷道拐彎掘進(jìn)施工工藝，取得了一定的應(yīng)用效果[2-5]。

1 概況

長(zhǎng)平礦主采3號(hào)煤層，煤層強(qiáng)度低，節(jié)理、裂隙發(fā)育，煤層f＜2，平均厚度為5.75m，煤層傾角0°～12°，平均4°，煤層埋深在450～600m之間。煤層直接頂板為泥巖，厚度3.30m，黑色，薄層狀，水平裂隙發(fā)育，層面上見云母及植物化石碎片；基本頂為粉砂巖，厚度約4.40m，灰黑色，薄層狀，波狀層理，層理面見云母碎片，與灰色薄層細(xì)砂粒巖互層；直接底為泥巖，厚度0.67m，黑色，薄層狀，水平裂隙發(fā)育，層面上見云母及植物化石碎片；基本底為粉砂巖，厚度2.09m，灰黑色，薄層狀，波狀層理，層理面見云母碎片，與灰色薄層細(xì)砂粒巖互層。

3#煤四盤區(qū)工作面巷道設(shè)計(jì)為雙巷布置，巷道沿煤層頂板布置掘進(jìn)作業(yè)。為了滿足巷道通風(fēng)需要，巷道每隔80m設(shè)計(jì)施工1個(gè)通風(fēng)橫川。巷道間通風(fēng)橫川設(shè)計(jì)凈長(zhǎng)度55m（幫對(duì)幫），寬5m，高4m，斷面20m2，錨桿（索）支護(hù)排距為1m。在巷道掘進(jìn)到設(shè)計(jì)橫川位置時(shí)，即進(jìn)行橫穿拐彎掘進(jìn)施工。采用以往的橫川拐彎施工工藝，掘進(jìn)一個(gè)60m橫川需要11d時(shí)間，且需要人工出煤，作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)效率低，嚴(yán)重影響采掘銜接。因此，引入了ZCY60R側(cè)卸式裝巖機(jī)，助力回采巷道橫川掘進(jìn)施工。

2 傳統(tǒng)技術(shù)工藝及存在問(wèn)題

2.1 傳統(tǒng)工藝

長(zhǎng)平礦采用“三八”制作業(yè)模式，即兩班生產(chǎn)，一班檢修。早班為檢修時(shí)間，中班、夜班為生產(chǎn)時(shí)間，生產(chǎn)班正規(guī)循環(huán)作業(yè)4m/班。以往回采巷道橫川施工工藝為：在回采巷道掘進(jìn)至橫川設(shè)計(jì)位置時(shí)，采用EBZ150A綜掘機(jī)進(jìn)行橫川掘進(jìn)施工。

前四天做開口準(zhǔn)備，采用機(jī)組割煤，并進(jìn)行巷口5m×5m抹角施工，采用人工出煤，四天累計(jì)進(jìn)尺11m。機(jī)組完全進(jìn)入橫川后，第五天檢修班安裝工作面40T溜子，中班正常割煤，第五天和第六天由于未安裝轉(zhuǎn)載機(jī)，仍采用人工清煤，每天正常割煤4m，第六天結(jié)束后累計(jì)進(jìn)入橫川19m。第七天早班檢修班安裝轉(zhuǎn)載機(jī)，中班、夜班正常組織生產(chǎn)，直至第十天結(jié)束，每天保證8m進(jìn)尺，累計(jì)進(jìn)入橫川51m。第十一天中班正常組織生產(chǎn)，夜班貫通，開始退機(jī)，進(jìn)行橫川貫通后的收尾作業(yè)。

2.2 存在問(wèn)題

在橫川掘進(jìn)施工前六天，由于橫川掘進(jìn)出煤系統(tǒng)不完善，需要采用人工進(jìn)行清煤和出煤工作，作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)效率極低，前六天累計(jì)進(jìn)尺僅有19m，制約礦井采掘銜接安排。

橫川拐彎施工前期，沒有完善的“轉(zhuǎn)載機(jī)+溜子”出煤系統(tǒng)，沒有建立機(jī)械化出煤系統(tǒng)是導(dǎo)致巷道橫川掘進(jìn)施工效率低的主要原因。因此，必須引入機(jī)械化出煤設(shè)備，提高橫川拐彎施工效率。

3 機(jī)械化出煤工藝應(yīng)用

3.1 機(jī)械化出煤工藝

采用ZCY60R側(cè)卸式裝巖機(jī)代替人工進(jìn)行清煤和出煤。新工藝橫川拐彎前三天采用機(jī)組割煤（帶抹5m×5m角）、ZCY60R側(cè)卸式裝巖機(jī)進(jìn)行清煤的方式進(jìn)行出煤，第四天安裝40T溜子，第六天機(jī)組安裝轉(zhuǎn)載機(jī)使用二運(yùn)進(jìn)行出煤進(jìn)入正規(guī)循環(huán)作業(yè)。具體方法如下：

（1）第一天：早班檢修班拆除轉(zhuǎn)載機(jī)，在正巷皮帶機(jī)尾安裝40T溜子一部，將側(cè)卸式裝巖機(jī)開至機(jī)組后（40T溜子旁），為中班開口做準(zhǔn)備，提前施工鎖口錨索，拆除網(wǎng)片，將供電系統(tǒng)、風(fēng)筒、風(fēng)水軟管、激光、設(shè)備等移至橫川開口處；中班，橫川開口期間和抹角（5m×5m）同步進(jìn)行，機(jī)組斜割開口，割2通排；夜班繼續(xù)割2通排，第一天共計(jì)拐進(jìn)橫川4m。

（2）第二天、第三天：中班、夜班正常組織生產(chǎn)，每班割2通排，第三天共計(jì)拐進(jìn)橫川12m。

（3）第四天：早班檢修班安裝工作面40T溜子一部，未安裝轉(zhuǎn)載機(jī)，側(cè)卸式裝巖機(jī)開至工作面溜子旁配合清煤，中班、夜班正常組織生產(chǎn)，每天保證6m，第四天共計(jì)拐進(jìn)橫川18m。

（4）第五天：中班、夜班正常組織生產(chǎn)，每天保證6m，第五天共計(jì)拐進(jìn)橫川24m。

（5）第六天：早班檢修班安裝轉(zhuǎn)載機(jī)，中班、夜班正常組織生產(chǎn)，每天保證8m，第六天共計(jì)拐進(jìn)橫川32m。

（6）第七天、第八天：中班、夜班正常組織生產(chǎn)，每天保證8m，第六天共計(jì)拐進(jìn)橫川48m。

（7）第九天：中班正常組織生產(chǎn)，夜班貫通，開始退機(jī)，進(jìn)行橫川貫通后的收尾作業(yè)。

3.2 應(yīng)用效果

通過(guò)在長(zhǎng)平礦四盤區(qū)4308工作面回采巷道掘進(jìn)過(guò)程中的成功應(yīng)用可知，采用ZCY60R側(cè)卸式裝巖機(jī)代替人工進(jìn)行清煤和出煤后，完成一個(gè)55m橫川施工，相比舊工藝可提前兩天完成掘進(jìn)施工作業(yè)，施工效率提升18.2%，明顯降低了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了橫川掘進(jìn)施工機(jī)械化。分析可知，ZCY60R側(cè)卸式裝巖機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）在短距離運(yùn)輸中，ZCY60R側(cè)卸式裝巖機(jī)可以代替鏟車運(yùn)輸材料、備件、溜子備件、轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)件等較大型設(shè)備，大大節(jié)省工人勞動(dòng)強(qiáng)度和體力，同時(shí)提高了工效。

（2）由于ZCY60R側(cè)卸式裝巖機(jī)車身窄、長(zhǎng)度短，靈活，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)?？梢詫⒃O(shè)備運(yùn)至安裝地點(diǎn)，且其在安裝過(guò)程中能代替吊鏈完成起吊；安裝機(jī)頭時(shí)能直接到位；在續(xù)接溜槽時(shí)，ZCY60R側(cè)卸式裝巖機(jī)可以更方便地將溜槽、大鏈運(yùn)至作業(yè)地點(diǎn)，省去人工抬槽、拖大鏈的勞動(dòng)強(qiáng)度；續(xù)接95mm2電纜時(shí)，能節(jié)省10個(gè)人工。

（3）施工水倉(cāng)底部、各類硐室、巷道內(nèi)底鼓區(qū)域清煤時(shí)，能大大節(jié)省人工清煤量，并節(jié)省清煤時(shí)間。

（4）由于側(cè)翻車為履帶式，適應(yīng)在軟煤底板區(qū)域作業(yè)。

4 結(jié)語(yǔ)

3#煤回采工作面雙巷之間每隔80m需掘進(jìn)橫川，采用ZCY60R側(cè)卸式裝巖機(jī)代替人工進(jìn)行清煤和出煤，實(shí)現(xiàn)了橫川拐彎掘進(jìn)施工的全程機(jī)械化，可以極大降低作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高橫川拐彎施工的施工效率，減少了回采巷道掘進(jìn)時(shí)間，有效緩解礦井采掘銜接緊張局面。