黃玉川煤礦大坡度煤巷綜掘機(jī)掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用

郭　燾（神華神東煤炭集團(tuán)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古　鄂爾多斯　010399）

黃玉川煤礦大坡度煤巷綜掘機(jī)掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用

郭燾
（神華神東煤炭集團(tuán)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯010399）

隨著煤礦井工開采深度不斷增加，開采難度不斷加大，復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造成為制約煤礦生產(chǎn)的重要因素之一，由此造成的采掘接替問題日趨嚴(yán)重。煤礦企業(yè)的煤巷掘進(jìn)生產(chǎn)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，目前，煤巷已經(jīng)基本采用了綜合機(jī)械化掘進(jìn)。但較長(zhǎng)時(shí)間以來，綜掘工作面單產(chǎn)和效率水平較低，巷道掘進(jìn)正在成為煤礦高效安全集約化生產(chǎn)的技術(shù)瓶頸。本文主要針對(duì)黃玉川煤礦掘進(jìn)6上煤層大坡度巷道時(shí)產(chǎn)生的掘進(jìn)機(jī)下滑、支護(hù)作業(yè)困難、采取了人工造底、并根據(jù)存在的安全隱患，提出了相應(yīng)的技術(shù)措施。實(shí)踐表明，該實(shí)踐有效提高了掘進(jìn)設(shè)備適應(yīng)性、生產(chǎn)安全性。

大坡度巷道；掘進(jìn)；安全

工作面輔運(yùn)輸巷，施工坡度較大，勢(shì)必影響掘進(jìn)速度，存在一定的安全隱患，影響礦井正常生產(chǎn)接續(xù)。如何實(shí)現(xiàn)大坡度快速、安全掘進(jìn)，稱為擺在工程技術(shù)人員面前的技術(shù)難題。

一、黃玉川煤礦大坡度煤巷單位簡(jiǎn)介

黃玉川井田位于準(zhǔn)格爾煤田中西部。行政區(qū)劃隸屬于準(zhǔn)格爾旗薛家灣鎮(zhèn)管轄。井田東西長(zhǎng)約8.9km，南北寬約5.5km，面積42.68km2，煤炭資源量15億t，可采儲(chǔ)量9.3億t。核定生產(chǎn)能力1000萬噸/年。井田內(nèi)可采煤層自上而下有五層，即4、5、6上、6、9號(hào)煤層。主采煤層為4#和6上煤層。礦井開拓方式為“斜井-立井”聯(lián)合開拓。主要采煤方法為長(zhǎng)壁后退式綜合機(jī)械化采煤方法，全部垮落法管理頂板；掘進(jìn)面采用掘錨機(jī)、綜掘機(jī)掘進(jìn)。

二、黃玉川煤礦大坡度煤巷綜掘機(jī)掘進(jìn)技術(shù)工程概況

神華神東黃玉川煤礦6上煤層位于太原組上部，為井田內(nèi)主要可采煤層，煤厚2.45m～20.25m，平均12.37m，6上煤老頂為粉砂巖，厚8.22m，暗灰色、灰色，堅(jiān)硬；直接頂為細(xì)砂巖，厚8.12m，淺灰色、灰白色，堅(jiān)硬；直接底為泥巖，厚6.45m，灰黑色、暗灰色，半堅(jiān)硬。按設(shè)計(jì)大體上沿底板掘進(jìn)，216上02輔運(yùn)順槽程上下起伏傾角3°～20°，在3°～12°時(shí)可正常掘進(jìn)，但在掘進(jìn)至1520m處時(shí)突然傾角突然增大至+18°，最大傾角達(dá)+20°～+22°，而EBZ200綜掘機(jī)最大掘進(jìn)傾角為14°。具體頂?shù)装迩闆r見表1，巷道斷面為矩形，巷道斷面基本參數(shù)見表2。

依據(jù)地質(zhì)資料和巷道設(shè)計(jì)圖，根據(jù)黃玉川煤礦相鄰巷道的支護(hù)經(jīng)驗(yàn)和本巷道的用途及服務(wù)年限，確定頂板采用“螺紋鋼錨桿＋鋼筋網(wǎng)＋錨索+“π”型鋼帶”聯(lián)合支護(hù)；副幫采用“螺紋鋼錨桿+鉛絲網(wǎng)+梯形鋼帶”聯(lián)合支護(hù)；正幫采用“玻璃鋼錨桿＋塑料網(wǎng)”聯(lián)合支護(hù)。

表1　煤層頂?shù)装迩闆r表

表2　巷道尺寸參數(shù)表

表3　EBZ200巖巷掘進(jìn)機(jī)主要技術(shù)特征表

表4　MYT-125/330型液壓錨桿機(jī)主要技術(shù)特征表

黃玉川煤礦綜掘綜掘工作面使用EBZ200巖巷掘進(jìn)機(jī)，目前對(duì)掘進(jìn)的使用已經(jīng)較為成熟，坡度較大的上山施工和過斷層、陷落柱等難地質(zhì)構(gòu)造段采取一定措施后均已成功使用?，F(xiàn)以黃玉川礦216上02輔運(yùn)順槽大坡度段掘進(jìn)工藝為例進(jìn)行簡(jiǎn)要說明。216上02輔運(yùn)順槽掘進(jìn)采用三一重工生產(chǎn)的EBZ200巖巷掘進(jìn)機(jī)，掘進(jìn)機(jī)主要技術(shù)特征參數(shù)見表1，在巷道坡度超過+14°時(shí)，面臨施工困難、安全性較差等問題。

三、黃玉川煤礦大坡度煤巷綜掘機(jī)掘進(jìn)工藝

生產(chǎn)工藝：檢查工作面迎頭及支護(hù)情況→開機(jī)前準(zhǔn)備→割煤→運(yùn)煤→調(diào)機(jī)→支護(hù)→下個(gè)循環(huán)。

四、黃玉川煤礦大坡度煤巷綜掘機(jī)掘進(jìn)技術(shù)面臨的問題

大坡度巷道掘進(jìn)主要面臨如下難題：

（1）巷道上山坡度較大時(shí)綜掘機(jī)受自身重力影響易下滑生產(chǎn)下滑力。

（2）綜掘機(jī)截割進(jìn)刀時(shí)，會(huì)產(chǎn)生進(jìn)刀阻力，當(dāng)下滑力與進(jìn)刀阻力疊加，增大了綜掘機(jī)下滑趨勢(shì)，使進(jìn)刀更加困難。

（3）巷道支護(hù)作業(yè)困難，錨桿機(jī)受自身重力影響下滑，巷道綜掘施工流程一般為掘進(jìn)機(jī)截割完畢后，后撤一定距離，然后在錨桿機(jī)到掘進(jìn)機(jī)前方進(jìn)行支護(hù)作業(yè)，這導(dǎo)致很難掘進(jìn)機(jī)和錨桿機(jī)的相互調(diào)機(jī)。

五、黃玉川煤礦大坡度煤巷綜掘機(jī)掘進(jìn)技術(shù)存在問題應(yīng)采取的措施

采取措施：

（1）EBZ200巖巷掘進(jìn)機(jī)爬坡能力為±14°，當(dāng)巷道坡度大于14°時(shí)很難保證正常掘進(jìn)。為此采取如下措施：首先在截割前將鏟板前方適當(dāng)落底，在鏟板行至此落底段時(shí)將后支撐支起，用枕木將履帶后半部墊實(shí)，可以防止掘進(jìn)機(jī)下滑的阻車器。通過此方式來保證掘進(jìn)機(jī)的前行截割等操作的正常完成。

（2）針對(duì)大坡度巷道支護(hù)作業(yè)困難，提出如下技術(shù)措施：掘進(jìn)機(jī)截割后退機(jī)，將截割頭擺向巷道一側(cè)然后落地并停電閉鎖，錨桿采用與掘進(jìn)機(jī)相同辦法進(jìn)如工作面進(jìn)行支護(hù)施工。大坡度巷道截割完畢后，迎頭煤層易片幫，在進(jìn)行巷道兩幫支護(hù)時(shí)，人身安全威脅較大。采取截割的迎頭上部超前下部拖后、兩幫支護(hù)拖后頂板支護(hù)一排的措施，并每隔10min由有經(jīng)驗(yàn)的工作人員進(jìn)行敲幫問頂，及時(shí)摘松、敲落離層煤矸。

六、黃玉川煤礦大坡度煤巷綜掘機(jī)掘進(jìn)技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用效果

黃玉川綜掘九隊(duì)現(xiàn)已成功施工坡度大于20°的巷道超過2000m，其中坡度最大段達(dá)到20°。采用上述方法施工保證了綜掘機(jī)在大坡度掘進(jìn)工作面的的正常掘進(jìn)，并且保持了每班至少4排的掘進(jìn)速度，提高了經(jīng)濟(jì)效益、保證采掘接續(xù)，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)。這充分說明了上述方法是切實(shí)可行的，是安全可靠的，是值得推廣的。該技術(shù)實(shí)踐增強(qiáng)了掘進(jìn)機(jī)爬坡適應(yīng)能力，使EBZ200掘進(jìn)機(jī)能夠適應(yīng)20°以內(nèi)的坡度，拓展了掘進(jìn)機(jī)的使用范圍，有效的提高經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工的安全系數(shù)，確保了人員安全，并為類似條件下巷道施工提供了可以參考的先例。

結(jié)語

通過對(duì)以上情況的簡(jiǎn)單分析，本文得出以下結(jié)論：采用上述方法施工保證了綜掘機(jī)在大坡度掘進(jìn)工作面的的正常掘進(jìn)，并且保持了每班至少4排的掘進(jìn)速度，提高了經(jīng)濟(jì)效益、保證采掘接續(xù)，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)。此工藝不僅能滿足一般掘進(jìn)巷道使用的要求，且操作方法比較方便，為施工節(jié)省巨大的開資，更重要的是為采面的接續(xù)贏得寶貴的時(shí)間，可在同類工程中借鑒和推廣。

[1]張道兵.煤巷錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)可靠性研究[D].湖南科技大學(xué)，2007.

[2]鄒德龍.南陽(yáng)坡煤礦煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)研究與應(yīng)用[D].遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2012.

[3]張峰高.應(yīng)力大采深煤巷錨桿支護(hù)系統(tǒng)協(xié)調(diào)性研究[D].山東科技大學(xué)，2009.

[4]楊勇.大斷面煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)研究[D].內(nèi)蒙古科技大學(xué)，2014.

[5]楊宸.煤巷錨桿支護(hù)效果評(píng)價(jià)及合理支護(hù)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D].西安科技大學(xué)，2010.

[6]王兵.煤巷錨桿支護(hù)圍巖應(yīng)力分布及頂板離層規(guī)律的研究[D].安徽理工大學(xué)，2005.

[7]姬會(huì)民.煤巷錨桿支護(hù)信息設(shè)計(jì)及應(yīng)用[A].陜西省煤炭工業(yè)科技成果評(píng)估探討論文集[C].2004.

[8]韓肇.邯鄲礦區(qū)煤巷錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)及施工工藝[A].河北省煤炭工業(yè)科學(xué)技術(shù)工作會(huì)議論文集[C].2006.

[9]姚殿福.阜新礦區(qū)煤巷錨桿支護(hù)圍巖地質(zhì)評(píng)估及支護(hù)設(shè)計(jì)方法[A].第七次煤炭科學(xué)技術(shù)大會(huì)文集（上冊(cè)）[C].2011.

[10]徐天彬煤巷錨桿支護(hù)機(jī)理及其作用研究[A].西部礦山建設(shè)工程理論與實(shí)踐[C].2009.

[11]張文彬.長(zhǎng)平煤礦地應(yīng)力分布規(guī)律研究及其應(yīng)用[J].煤礦開采，2010（03）.

[12]司林坡.全景鉆孔窺視儀在水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試中的應(yīng)用[J].煤礦開采，2011（02）.

表5　CMM2-15型全液壓錨桿錨索鉆車主要技術(shù)特征表

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