巷修機(jī)械化在千米深井煤礦中的應(yīng)用

常國(guó)清，楊?？?/p>

(淮南礦業(yè)(集團(tuán)) 有限責(zé)任公司，安徽 淮南 232001)

巷修機(jī)械化在千米深井煤礦中的應(yīng)用

常國(guó)清，楊?？?/p>

(淮南礦業(yè)(集團(tuán)) 有限責(zé)任公司，安徽 淮南 232001)

為加快朱集東礦巷修工程進(jìn)度，在巷修工程中先后采用多功能巷修機(jī)、工作面兩巷挖裝機(jī)挖底、底板治理注漿技術(shù)等新設(shè)備、新工藝，取得了較快的巷修工程施工進(jìn)度和良好的經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到了預(yù)期的效果，為巷修機(jī)械化的探索積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

巷修機(jī)械化；千米深井；多功能巷修機(jī)；挖裝機(jī)

Application of Roadway Repairing Mechanization in Kilometer Deep Shaft Coal Mine

1 朱集東煤礦機(jī)械化巷修情況

朱集東礦一水平標(biāo)高為-906m，是淮南礦區(qū)真正意義上的千米深井，具有埋藏深、地壓大，巷道變形速度快的特點(diǎn)。巷道底鼓、頂板下沉、兩幫收斂、棚梁反折、棚腿失穩(wěn)等現(xiàn)象顯著。巷道維護(hù)困難，修護(hù)工程量大，嚴(yán)重制約了礦井的安全生產(chǎn)。鑒于此，朱集東礦大力進(jìn)行巷修機(jī)械化的實(shí)踐，推廣使用多功能巷修機(jī)對(duì)系統(tǒng)大巷進(jìn)行挑頂、刷幫、挖底、支護(hù)修復(fù)；推廣使用液壓挖掘機(jī)對(duì)采煤工作面兩巷進(jìn)行挖底、刷幫；推廣使用底錨鉆機(jī)對(duì)底板進(jìn)行錨注治理。

2 多功能巷修機(jī)在巷道修護(hù)中的應(yīng)用

在深井中，賦存于厚層軟巖及復(fù)合巖層中的巷道受附近巷道布置、層位選擇及采動(dòng)壓力的影響，常常發(fā)生底鼓、頂板下沉、兩幫收斂，造成支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞，影響安全使用。自2014年以來(lái)，朱集東礦利用HXYL-120/90型多功能巷修機(jī)在系統(tǒng)巷道累計(jì)修護(hù)架棚巷道743m，平均月進(jìn)尺48.5m，平均日進(jìn)尺1.6m。

2.1 多功能巷修機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

HXYL-120/90煤礦用巷修機(jī)由機(jī)架組件、行走部、反鏟破碎裝置、運(yùn)輸部、鏟板組件、錨桿機(jī)總成、駕駛室、后支撐、防護(hù)罩、附件(油缸銷(xiāo)軸等)、電控系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)及水系統(tǒng)等部分組成，采用電動(dòng)全液壓控制，具有行走、破碎、挖掘、裝載、輸送及錨桿支護(hù)的功能，實(shí)現(xiàn)破、裝、運(yùn)、支的一體化作業(yè)。

整機(jī)外形尺寸長(zhǎng)×寬×高為：9.5m×2.74m×2.96m，整機(jī)重36.5t。最大不可拆件(機(jī)架組件)重量5.5t，尺寸4580mm×1250mm×1600mm。整機(jī)高度、寬度較大，主要在系統(tǒng)大巷應(yīng)用。

2.2 多功能巷修機(jī)使用工藝

HXYL-120/90煤礦用巷修機(jī)采用液壓破碎錘破碎收斂的圍巖矸石，采用履帶推進(jìn)鏟取矸石，通過(guò)挖斗將矸石扒進(jìn)自身的刮板輸送機(jī)，輸送機(jī)從卸料端將矸石卸入膠帶機(jī)或其他轉(zhuǎn)載設(shè)備上，然后通過(guò)錨桿機(jī)總成對(duì)刷挖完成的巷道進(jìn)行錨桿、錨索支護(hù)，完成巷道的挑頂、擴(kuò)幫、挖底及支護(hù)，還可利用反鏟挖掘臂扒取遠(yuǎn)處的矸石清理巷道。

2.3 多功能巷修機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)

多功能巷修機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：

(1)勞動(dòng)效率高 人工巷修單茬作業(yè)每月單進(jìn)26m，采用該設(shè)備單進(jìn)達(dá)48.5m，單進(jìn)是人工巷修的1.87倍，工效是人工的3.4倍。

(2)安全系數(shù)高 與人工相比，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離挑頂、刷幫、挖底、清理，避免施工人員近距離與巷道圍巖接觸，且作業(yè)速度快，縮短了空頂時(shí)間，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了安全系數(shù)。

(3)適應(yīng)性好 破碎硬巖能力高。多功能巷修機(jī)適應(yīng)各種支護(hù)類(lèi)型的巷道，功能齊全，功率較大，其配備的高性能液壓沖擊鉆破巖能力高，具有較強(qiáng)的硬巖破碎能力。

多功能巷修機(jī)的缺點(diǎn)：因設(shè)備功能較多，不同功能的模塊也多，造成設(shè)備體積龐大，高度較高，在小斷面的巷道中使用受到限制，同時(shí)因功能較多，導(dǎo)致個(gè)別功能弱化，如施工錨桿的操作臂少。

3 液壓挖裝機(jī)在采煤工作面兩巷挖底中的應(yīng)用

采煤工作面兩巷受超前動(dòng)壓影響，常常底鼓嚴(yán)重，造成工作面上下端頭通風(fēng)斷面不能滿足要求、行人通道不暢通、出煤設(shè)備的使用受到影響。隨著工作面的推進(jìn)，需要持續(xù)進(jìn)行挖底，局部需要刷幫，特別是在深部礦井中，動(dòng)壓影響尤為顯著。自2015年以來(lái)，朱集東礦利用WPZ-37/600礦壓液壓挖掘機(jī)在工作面兩巷動(dòng)壓影響區(qū)挖底、刷幫累計(jì)超過(guò)8000m。

3.1 兩巷用液壓挖裝機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

WPZ-37/600礦壓液壓挖掘機(jī)主要由工作機(jī)構(gòu)、底盤(pán)總成、液壓系統(tǒng)、動(dòng)力部分、電氣系統(tǒng)等6部分組成。結(jié)構(gòu)緊湊、外形尺寸小，工作臂可以沿車(chē)身軸線旋轉(zhuǎn)±90°，可以滿足挖掘、側(cè)掏、翻轉(zhuǎn)、破巖、裝車(chē)等各項(xiàng)動(dòng)作要求，實(shí)現(xiàn)挖掘毛水溝、挖底、破巖、清理浮煤、清理膠帶機(jī)底部、平整巷道等多種功能。適用于斷面為2.0m×2.0m以上的中小型巷道。所裝載的礦巖堅(jiān)固性系數(shù)f不大于12，松散密度不大于1.8t/m3，礦巖塊度最大不超過(guò)500mm。巷道坡度不大于25%。

整機(jī)外形尺寸長(zhǎng)×寬×高為：6.0m×1.2m×1.7m，整機(jī)重6.5t ，整機(jī)尺寸小，適用于兩巷受動(dòng)壓影響區(qū)域的挖底、刷幫、清理等工作。

3.2 兩巷用挖裝機(jī)使用工藝

進(jìn)行挖掘作業(yè)時(shí)，挖裝機(jī)和膠帶運(yùn)輸機(jī)、刮板運(yùn)輸機(jī)配合使用。 巖性較軟時(shí)，直接使用挖裝機(jī)的鏟斗進(jìn)行挖掘，挖掘出的矸石通過(guò)刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)進(jìn)工作面，或者直接把矸石裝上出煤運(yùn)輸膠帶；巖性較硬時(shí)，把鏟斗卸下，安裝破碎錘，破矸后用鏟斗出矸。進(jìn)行膠帶運(yùn)輸機(jī)下挖底作業(yè)時(shí)，先挖膠帶運(yùn)輸機(jī)旁部分，使挖裝機(jī)停放地點(diǎn)的高度降下去，再操作挖掘臂旋轉(zhuǎn)90ο進(jìn)行側(cè)向挖掘。進(jìn)行刷幫作業(yè)時(shí)，工藝類(lèi)似。

3.3 兩巷用挖裝機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn) 兩巷采用挖裝機(jī)作業(yè)，和人工風(fēng)鎬挖掘相比，勞動(dòng)強(qiáng)度得到了降低，勞動(dòng)效率得到了提高，安全狀況得到了改善。破碎錘和鏟斗可替換使用，挖掘臂可90度旋轉(zhuǎn)，設(shè)備的適應(yīng)性較好。

缺點(diǎn) 挖裝機(jī)的挖掘臂的油管及接頭裸露，作業(yè)時(shí)容易受到撞擊，挖底遇硬巖時(shí)，要把鏟斗更換成破碎錘，需要進(jìn)一步改進(jìn)。

4 高效底錨鉆機(jī)在地壓治理中的應(yīng)用

在巷道底鼓的治理中，底板錨注孔的施工是最關(guān)鍵的一環(huán)，朱集東礦采用高效ZQJJ120/2.3架柱支撐式底錨鉆機(jī)在主要系統(tǒng)大巷進(jìn)行底板鉆孔錨注作業(yè)，取得了良好的效果。

4.1 高效底錨鉆機(jī)特點(diǎn)

ZQJJ120/2.3架柱支撐式底錨鉆機(jī)采用壓縮空氣為源動(dòng)力,安全性好,適用性強(qiáng)，排渣方便。其結(jié)構(gòu)緊湊,多路輸出動(dòng)力,可同時(shí)操縱鉆機(jī)、支架支腿和推進(jìn)機(jī)構(gòu),操作方便,安全可靠,便于維護(hù)。

整機(jī)尺寸長(zhǎng)×高×寬為2.5m×0.8m×2.025m，占用空間小；機(jī)重22kg，挪移方便；螺栓鉆桿推進(jìn)，排渣快捷。

4.2 底板錨注工藝

對(duì)底板挖底、施工地坪后先淺部注漿，淺孔注漿24h后，再施工深眼，安裝錨索和注漿管，進(jìn)行深孔注漿。深孔注漿養(yǎng)護(hù)48h后，配合使用工字鋼形成底板錨索梁，對(duì)巷道底板進(jìn)行加固，形成底鼓治理的錨注支護(hù)體系。朱集東礦采用ZQJJ120/2.3架柱支撐式底錨鉆機(jī)，先后對(duì)幾條主要系統(tǒng)大巷的底板進(jìn)行了治理，施工速度快，平均每臺(tái)鉆機(jī)每8h可施工10根錨索，治理效果顯著。

4.2 高效架柱支撐式底錨鉆機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)

架柱支撐式底錨鉆機(jī)尺寸小，重量輕，排渣速度快，施工速度快，具有較好的適應(yīng)性。同時(shí)因重量較輕，作業(yè)前要加強(qiáng)穩(wěn)機(jī)管理，施工底板鉆孔過(guò)程中，當(dāng)扭矩輸出較大時(shí)，要注意觀察鉆機(jī)的穩(wěn)定性，防止歪倒傷人。

5 結(jié)束語(yǔ)

巷道修護(hù)是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)，復(fù)雜的巷修條件需要巷修機(jī)械化程度的提高，以更安全、更高效實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。朱集東礦埋藏深、地壓大、條件復(fù)雜，巷道礦壓顯現(xiàn)劇烈，在巷修的機(jī)械化方面不斷探索和實(shí)踐，取得了良好的施工效果和經(jīng)濟(jì)效益。隨著礦井開(kāi)采深度的增加，礦壓顯現(xiàn)會(huì)越來(lái)越劇烈，巷修施工的機(jī)械化程度需要進(jìn)一步提高，巷修設(shè)備需要進(jìn)一步改進(jìn)，巷修技術(shù)需要進(jìn)一步優(yōu)化。

[1]張 農(nóng).巷道滯后注漿圍巖控制理論與實(shí)踐[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2004.

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[3]中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)煤礦支護(hù)專(zhuān)業(yè)編委會(huì).全國(guó)煤礦頂板管理與安全新技術(shù)[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2013.

[4]劉長(zhǎng)武，褚秀生.軟巖巷道錨注加固原理與應(yīng)用[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2000.

[5]李琰慶.深部巷道快速機(jī)械化修復(fù)技術(shù)[J].采礦技術(shù)，2015(3)：60-61.

[6]魏 明.巷修機(jī)械化的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技，2013(25)：198.

[責(zé)任編輯：徐亞軍]

2017-04-10

10.13532/j.cnki.cn11-3677/td.2017.04.007

常國(guó)清(1961-)，男，安徽淮南人，高級(jí)工程師，現(xiàn)任淮南礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司朱集東礦礦長(zhǎng)。

常國(guó)清，楊?？?巷修機(jī)械化在千米深井煤礦中的應(yīng)用[J].煤礦開(kāi)采，2017，22(4)：26-27.

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1006-6225(2017)04-0026-02