試論巖巷綜掘機在快速掘進中的應(yīng)用

【摘 要】目前煤礦巖巷掘進85%以上仍以爆破法為主。傳統(tǒng)炮掘施工正規(guī)循環(huán)率低，工序復雜、工人勞動強度大，施工過程中對圍巖破壞大，后期巷道修護工程量大。要改變這種現(xiàn)狀，就要走專業(yè)化和機械化之路。某礦采用巖巷綜掘機施工替代傳統(tǒng)炮掘施工，同時優(yōu)化勞動組合和作業(yè)循環(huán)，大大提高了巖巷掘進速度，降低了工人的勞動強度。本文結(jié)合某大巷綜掘作業(yè)線施工情況，闡述了綜掘作業(yè)線的施工工藝、勞動組織、技術(shù)保障、設(shè)備改進等，并針對施工中出現(xiàn)的問題提出了建議。

【關(guān)鍵詞】快速掘進；施工工藝；綜掘機械化作業(yè)線

0.概況

某煤礦設(shè)計生產(chǎn)能力為3.85Mt/a，西三采區(qū)為礦井的接替采區(qū)，該區(qū)膠帶機巷的施工直接影響著礦井的正常生產(chǎn)接替。目前施工的膠帶機巷設(shè)計長度3000m，斷面14.95m2。該巷道位于W3213工作面采空區(qū)下10～20m，巷道基本沿地層走向施工，施工方向視傾角為1°左右，巷道圍巖受采空區(qū)擾動大。巖石主要為泥巖，部分區(qū)域含有砂巖，施工巷道內(nèi)巖石硬度系數(shù)小于7。巷道雖有砂巖裂隙水，一般出水量不大，表現(xiàn)為頂?shù)装宓瘟堋B水，正常涌水量小于1m3/h，具備采用巖巷綜掘作業(yè)線施工的條件。

西三采區(qū)膠帶機巷施工初期采用炮掘施工，由于工序復雜、工人勞動強度大等因素綜合影響，巖巷炮掘速度最快為130m/月，最慢為 61m/月，沒有達到現(xiàn)代化礦井的快速掘進水平。巖巷掘進速度過慢，將會嚴重影響采區(qū)正常生產(chǎn)接替，此外，采用炮掘工藝對巷道圍巖破壞程度大，增加了巷道后期維護成本，影響了礦井的生產(chǎn)經(jīng)濟效益。因此，研究以綜合機械化設(shè)備為基礎(chǔ)的巖巷掘進施工工藝，進而提高巖巷掘巷效率和成巷質(zhì)量。

1.優(yōu)化施工工藝，實現(xiàn)快速掘進

針對以上現(xiàn)狀及存在的問題，該礦為了解決采掘接替困難，實現(xiàn)巷道的快速掘進，主要對掘進設(shè)備、支護參數(shù)、施工工藝、勞動組織、運輸系統(tǒng)等方面進行了優(yōu)化，同時對員工業(yè)務(wù)技能提出嚴格要求，加大獎罰力度，實施效果顯著。

1.1掘進設(shè)備優(yōu)化

西三采區(qū)膠帶機巷炮掘施工時原采用人工鉆眼放炮方式掘進，P-60耙矸機扒貨，矸石落入到1.5t 礦車內(nèi)，人工推車后由8t蓄電池機車牽引運輸，這種施工方式勞動效率較為低下。采用機械化設(shè)備掘進后，現(xiàn)改用EBZ-260掘進機掘進、SDJ-80膠帶機出矸、矸石落入1.5t礦車內(nèi)，采用慢速絞車拉出后由8t蓄電池機車牽引運輸，同時采用 QOS—420LZ除塵風機對巷道降塵，大大提高了巷道的掘進速度，降低了巖塵。新的綜掘系統(tǒng)可拆卸，方便下井、運輸及安裝，而且設(shè)備自質(zhì)量大，穩(wěn)定性高，故障率低。

1.2優(yōu)化支護設(shè)計

由于巖巷綜掘施工取消了打眼放炮環(huán)節(jié)，對巷道圍巖松動圈破壞范圍小，提高了圍巖的穩(wěn)定性。通過對該礦圍巖分類研究，根據(jù)施工工藝的不同，采用差異化支護方式，將巷道幫部錨桿由準22×2400mm 變?yōu)闇?2×2000mm，間排距由800mm×800mm變?yōu)?00mm×900mm，同時取消初噴，直接復噴一次成巷，此項措施大大節(jié)約了支護時間，為綜掘機快速掘進創(chuàng)造了條件。按照西三采區(qū)膠帶機大巷更改支護參數(shù)前后的統(tǒng)計，每100m巷道（13根/排）可節(jié)省208根錨桿（頂部節(jié)省125 根，幫部節(jié)省83根）的支護時間，現(xiàn)場施工時每根錨桿從打眼至安裝結(jié)束平均需要5min，預(yù)計可節(jié)約時間18.7h，根據(jù)巖巷綜掘正規(guī)循環(huán)計算，18.7h可以完成2～3個循環(huán)進尺（4～5m）。

1.3巖巷綜掘施工工藝和勞動組織

1.3.1施工工藝

綜掘機掘進：交接班→安全確認→檢查瓦斯、綜掘機割巖→敲幫問頂→掛金屬網(wǎng)→打設(shè)臨時支護→掛防片幫網(wǎng)→打設(shè)上部錨桿→檢查瓦斯、出矸→掛金屬網(wǎng)、打下部錨桿→噴漿。

綜掘施工與普通爆破作業(yè)法相比，少了打眼爆破程序，施工工藝簡單，現(xiàn)場可操作性增強；同時割、裝、運全部機械化操作；迎頭作業(yè)人員減少，提高了安全系數(shù)和勞動效率。

1.3.2勞動組織

采用單班正規(guī)循環(huán)作業(yè)，每小班一個循環(huán)1.8m，1d 三循環(huán)，每循環(huán)切割進尺一般為2h，錨網(wǎng)噴支護及出矸石需要6h，機械化掘進原班進尺5.4m。施工隊伍定編為83人：隊長及技術(shù)員3人，小班職工60 人，負責迎頭進尺；后路職工12人，負責文明生產(chǎn)、打永久水溝；機電小班 8人，負責設(shè)備、機械化作業(yè)線檢修維護。與炮掘崗位相比，增加掘進機司機，減少耙矸機司機、打眼工；機電工人數(shù)增加較多。

1.4改進運矸系統(tǒng)

采用掘進機裝巖，皮帶機配合1.5t礦車聯(lián)合出矸。出貨系統(tǒng)為：掘進機裝貨→西三采區(qū)膠皮帶機→1.5t礦車→西三采區(qū)膠皮帶機2#聯(lián)巷→西三采區(qū)軌道大巷→西一提料上山下部車場→西翼軌道大巷→電瓶車運至副井下口→地面。

1.5加大獎罰力度，提高工人業(yè)務(wù)水平

綜掘司機的技術(shù)水平是進尺快慢的關(guān)鍵。為提高綜掘機司機技術(shù)水平，該礦開展了司機技術(shù)比拼活動，每天根據(jù)小班寫實記錄統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對掘進速度快、掘進質(zhì)量高的司機進行加分獎勵。通過技術(shù)比拼活動，綜掘司機水平明顯提高，每循環(huán)掘進速度由原來的90min減少到 60min，掘進后巷道輪廓平整，杜絕了超、欠挖現(xiàn)象；同時，對錨桿支護工也采取了同等激勵機制，取得了良好的效果。

2.使用初期主要存在的問題及改進情況

（1）因除塵風機安裝在皮帶機機尾承載梁上，導致機尾承載梁長度不足。（2）除塵風機風量與迎頭風量不匹配，造成除塵效果差。（3）掘進機操作時截割電機過載故障頻繁，掘進效率低。對以上情況進行了改進：將機尾承載梁延長兩節(jié)，安裝了風量調(diào)節(jié)裝置，將掘進機切割功率設(shè)定值加大，并對操作人員現(xiàn)場培訓，掌握合理的切割方法。此外，為加快施工進度，掘進頭采用取消初噴、復噴滯后的措施，出貨系統(tǒng)上改進落矸漏斗，實現(xiàn)不間斷運輸。采用上述措施，掘進機組進入正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，最高班進尺4排（3.6m），最高日進尺11排（9.9m），最高月進尺245m。通過對系統(tǒng)及工藝的改進和優(yōu)化，西三采區(qū)膠帶機巷月進尺量及工效有了顯著提高，巷道的掘進成本也下降明顯。

3.結(jié)論

與傳統(tǒng)的炮掘工藝相比，巖巷綜掘工藝具有施工工藝簡單、勞動效率高、掘進安全系數(shù)大、巷道成型好、支護成本小、設(shè)備適應(yīng)強等優(yōu)勢，適用于類似地質(zhì)條件下巖石巷道的快速掘進。但是，根據(jù)實際使用過程中的總結(jié)，對于綜合機械化掘進施工提高生產(chǎn)效率還有如下幾點建議：①根據(jù)巷道圍巖的地質(zhì)條件及用途，從設(shè)計源頭上選用合適的支護方式，在保證支護強度和安全的條件下，合理安排施工工序，盡量保持平行作業(yè)。②配備技能熟練的機電工，機械設(shè)備檢修與維護分工明確，責任到人，最大限度地減少設(shè)備影響。③形成完善的通風、運料、排矸系統(tǒng)，實現(xiàn)連續(xù)化運輸，為快速掘進創(chuàng)造條件。④采用激勵措施，最大程度地調(diào)動工人的勞動積極性，使各項工作都落到實處，提高綜掘機的利用率，促進生產(chǎn)。

【參考文獻】

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