淺談綜掘技術(shù)在井巷掘進(jìn)中的應(yīng)用

李斌

摘 要：隨著綜合機(jī)械化采煤工藝的大力推廣，采煤效率大幅度提高，這樣一來，傳統(tǒng)的鉆爆法掘進(jìn)施工技術(shù)就無法滿足現(xiàn)代化礦井綜采生產(chǎn)進(jìn)度的需要了，而綜掘機(jī)械化技術(shù)則可以解決這一問題，與綜采技術(shù)相適應(yīng)。文章介紹了綜掘機(jī)械化技術(shù)在井巷工程中的應(yīng)用。具體內(nèi)容包括綜掘機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理、綜掘機(jī)械化技術(shù)的設(shè)備配套及其選型、綜掘技術(shù)的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：井巷掘進(jìn)；綜掘；設(shè)備配套；選型

一、前言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)能源的耗費(fèi)越來越多，煤炭資源作為重要的能源之一，其地位越來越重要，因此，經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)煤炭的需求無論是對(duì)數(shù)量還是質(zhì)量的要求越來越高。我國西部地區(qū)煤炭儲(chǔ)量豐富，埋藏淺、煤層厚、賦存穩(wěn)定，為了滿足國內(nèi)對(duì)能源的需求，特別是對(duì)煤炭的需求，國家加快了對(duì)西部的開發(fā)建設(shè)，在西部地區(qū)，如陜西、內(nèi)蒙、寧夏等地，建設(shè)了一大批現(xiàn)代化的大型煤礦礦井。新建的現(xiàn)代化礦井一般都使用綜采工藝，采掘布局合理，效率高，產(chǎn)能大。為適應(yīng)特大型礦井的生產(chǎn)能力需要，煤礦井筒巷道斷面、采區(qū)布置等技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)較大，在這種情況下，若仍采取傳統(tǒng)的鉆爆法掘進(jìn)施工，掘進(jìn)速度太慢，無法滿足綜采生產(chǎn)進(jìn)度的需求，而采取綜掘機(jī)械化配套施工技術(shù)能解決這一問題。下面本文就對(duì)綜掘機(jī)械化技術(shù)進(jìn)行介紹。

二、綜掘機(jī)的結(jié)構(gòu)

懸臂式綜掘機(jī)是目前我國煤礦綜掘施工中應(yīng)用得比較多的機(jī)型，它是一種能實(shí)現(xiàn)調(diào)動(dòng)行走、迎頭截割、裝載運(yùn)輸、轉(zhuǎn)載煤（巖），并可在切割頭部位實(shí)施頂部臨時(shí)支護(hù)和噴霧除塵的組合設(shè)備，其組成結(jié)構(gòu)主要包括電氣系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、后支撐和液壓系統(tǒng)、本體部、行走部、第二運(yùn)輸機(jī)、截割部、鏟板部等。根據(jù)適合截割的對(duì)象，綜掘機(jī)可分為煤巷、半煤巖掘進(jìn)機(jī)和巖巷掘進(jìn)機(jī)。

三、綜掘機(jī)的工作原理

綜掘機(jī)通過左右擺動(dòng)懸臂式縱軸截割頭或者前后移動(dòng)行走部的方式截割迎頭巖（煤）體，切割下來的巖（煤）體落入下部綜掘機(jī)鏟板的收集頭上，收集頭上有一個(gè)圓盤耙手，它可以將巖（煤）耙裝到綜掘機(jī)內(nèi)的鏈刮板運(yùn)輸帶上，而后，巖石（或煤）再經(jīng)隨機(jī)后的橋式皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)到主膠帶輸送機(jī)，也可以由礦車等運(yùn)輸系統(tǒng)排到地面。拱部初次支護(hù)作業(yè)安全由掘進(jìn)機(jī)裝配液壓前探支架來確保，而KCS-200型除塵風(fēng)機(jī)和截割頭上的噴霧除塵系統(tǒng)則可以除去部分煤塵或巖石粉塵，凈化作業(yè)環(huán)境。

四、綜掘機(jī)械化技術(shù)的設(shè)備配套及其選型

1.綜掘機(jī)

作為綜掘機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)的主要設(shè)備，綜掘機(jī)的選型非常關(guān)鍵。選擇綜掘機(jī)時(shí)，要根據(jù)所施工巷道工程所穿越的圍巖性質(zhì)和巷道的坡度、斷面尺寸，選擇合適的綜掘機(jī)。一般來講，當(dāng)開掘圍巖較松軟、巷道斷面尺寸較小的煤巷、半煤巖巷時(shí)，宜選用半煤巖綜掘機(jī)裝備，如EB-150、EB-132、EBZ-200C、EBZ-160C等綜掘機(jī)。對(duì)于圍巖較硬、巷道斷面尺寸較大巷道施工，可選擇國產(chǎn)EBZ系列懸臂式巖巷掘進(jìn)機(jī)，如三一重裝生產(chǎn)的EBZ-260H、EBZ-200H、EBZ-318H，佳木斯煤機(jī)廠生產(chǎn)的EBZ-300、EBZ-230型，煤科院太原研究院生產(chǎn)的EBZ220TY、EBZ300TY型等。目前EBZ系列懸臂式巖巷掘進(jìn)機(jī)，最大定位截割面積在30～50m2，機(jī)頭截割力為100～160MPa，截割功率280～380kW，裝載能力為3.8～4.5m3/min，履帶式行走速度8～10m/min，爬坡能力±20°，能適應(yīng)一般煤礦井巷掘進(jìn)的施工條件。

2.材料運(yùn)輸系統(tǒng)

當(dāng)井巷掘進(jìn)采用皮帶機(jī)運(yùn)輸排矸時(shí)，需要重新布置一趟運(yùn)輸系統(tǒng)，因?yàn)槭┕は锏赖臋C(jī)具（如錨網(wǎng)、管棚、噴漿料）和支護(hù)材料都無法運(yùn)輸?shù)接^。在坡度較大的斜井（巷）內(nèi)施工，可另鋪設(shè)一軌道用礦車運(yùn)輸，提升礦車用的提升機(jī)要通過計(jì)算來選用；在坡度較緩、斷面較大的平硐內(nèi)運(yùn)輸，可以選用無軌防爆汽車。在立井提升的二期工程施工中，材料的運(yùn)輸一般采用先鋪設(shè)一段軌道，然后再用電機(jī)車牽引礦車輸送到工作面。

3.排矸系統(tǒng)選擇

（1）當(dāng)?shù)V井采用立井開拓方式二期工程施工時(shí)，井筒臨時(shí)采用箕斗或罐籠提升后，綜掘巷道的排矸系統(tǒng)可先將矸石運(yùn)到井筒底附近處，在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)一臨時(shí)煤（矸）卸載點(diǎn)，再采用可伸縮的皮帶、耙矸機(jī)或鏈板機(jī)等由此轉(zhuǎn)載裝入礦車或箕斗，然后提升上井。

（2）在掘進(jìn)機(jī)的第二運(yùn)輸轉(zhuǎn)載機(jī)后，選用大功率固定式膠帶輸送機(jī)（如DTL80/15型），直接將矸石或煤運(yùn)輸至地面，或轉(zhuǎn)到主要運(yùn)輸膠帶巷運(yùn)出。

（3）小坡度、大斷面、長距離的平硐或斜井施工時(shí)，可在井巷內(nèi)設(shè)置錯(cuò)車道和倒車壁龕，采用汽車實(shí)行無軌運(yùn)輸。為了提高掘進(jìn)效率，應(yīng)該設(shè)法使掘進(jìn)機(jī)迎頭能連續(xù)工作。如何做到這一點(diǎn)呢？可以將一可伸縮式皮帶運(yùn)輸機(jī)布置在綜掘機(jī)組后面，并在皮帶運(yùn)輸機(jī)頭處巷道地板上設(shè)臨時(shí)落地矸（煤）坑，然后用扒裝機(jī)或者鏟車將矸石或煤從落地矸（煤）坑裝上汽車排運(yùn)至地面，落地矸（煤）坑的位置應(yīng)隨著可伸縮式皮帶運(yùn)輸機(jī)移動(dòng)。

4.其他設(shè)施

在施工中，應(yīng)根據(jù)施工循環(huán)安排和巷道支護(hù)形式，結(jié)合巷道圍巖性質(zhì)，及時(shí)做好頂幫支護(hù)，及時(shí)打裝錨桿、錨索、鋪設(shè)網(wǎng)、棚、初噴砼；另外，為有效實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)、支護(hù)平行交叉作業(yè)，施工現(xiàn)場應(yīng)配置相應(yīng)數(shù)量的錨索鉆機(jī)、MQT-130錨桿、砼噴漿機(jī)等。在巷道圍巖條件許可的情況下，同時(shí)安排迎頭掘進(jìn)平行作業(yè)與二次復(fù)噴成巷。

五、綜掘機(jī)械化技術(shù)的優(yōu)勢

1.提高了煤礦井下作業(yè)的安全性

第一，綜掘機(jī)械掘進(jìn)擯棄了傳統(tǒng)的炸藥爆破工藝，這樣杜絕了因爆破引發(fā)的瓦斯爆炸等安全事故的發(fā)生，也避免了炮后有毒有害氣體和放炮噪聲對(duì)人體的危害，同時(shí)又可以減少巷道圍巖爆破震動(dòng)破壞。第二，采用綜掘機(jī)械化掘進(jìn)，綜掘機(jī)截割頭直接切割巖石（煤），迎頭不需要工人作業(yè)，從而大大降低了作業(yè)的危險(xiǎn)性，可以有效保護(hù)工人的人身安全。

2.降低了工程成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益

由于采用了激光定向技術(shù)，綜掘機(jī)切割巷道時(shí)，易于控制巷道成型，測量定位準(zhǔn)確，巷道掘進(jìn)誤差小，巷道工程成型質(zhì)量有保證；普通鉆眼爆破發(fā)開掘巷道時(shí)，經(jīng)常產(chǎn)生的巷道欠挖和超挖現(xiàn)象，而綜掘機(jī)械化技術(shù)可以避免這一現(xiàn)象，從而也就免去了對(duì)巷道進(jìn)行臥底、刷幫等返工處理，大大減少了支護(hù)充填和掘進(jìn)出矸的工程量，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)省成本，提高效益。

六、結(jié)束語

在我國井巷工程中引入綜掘機(jī)械化施工技術(shù)，不僅降低了煤礦工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，加快了井巷施工速度，而且大大減少了井下作業(yè)人數(shù)，因而也相應(yīng)地節(jié)省了大量人工費(fèi)用。隨著科技的不斷發(fā)展，巖巷掘進(jìn)機(jī)技術(shù)性能將日趨完善，綜掘機(jī)機(jī)械化施工技術(shù)必將在我國礦井工程中得到更加廣泛的應(yīng)用。

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