大斷面巖巷掘進(jìn)裝備工藝改革研究與應(yīng)用

諸葛祥華 左海峰

摘 要：隨著礦井的發(fā)展，傳統(tǒng)的大斷面巖巷掘進(jìn)裝備及施工工藝已不能適應(yīng)生產(chǎn)的需要，所以說裝備升級、工藝改革是提高工效和進(jìn)尺的關(guān)鍵因素。本文結(jié)合王樓煤礦實際，重點論述大斷面、大坡度巖巷掘進(jìn)裝備升級、工藝改革研究與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：大斷面；大坡度；巖巷掘進(jìn)；裝備升級

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.070

0 引言

王樓煤礦大斷面巖巷掘進(jìn)，采用傳統(tǒng)的裝備及施工工藝，炮泥封孔爆破，耙裝機(jī)后跟皮帶出矸。打眼、爆破、出矸效率均較低，人工工效低，導(dǎo)致月進(jìn)尺偏低。所以裝備升級、工藝改革是提高工效和進(jìn)尺的關(guān)鍵因素。王樓煤礦根據(jù)自身礦井實際情況和集團(tuán)公司要求，立足當(dāng)前，著眼長遠(yuǎn)，力爭建設(shè)一支巖巷炮掘快速掘進(jìn)專業(yè)化隊伍，打造一流大斷面巖巷快速掘進(jìn)作業(yè)線。

1 礦井巖巷掘進(jìn)裝備應(yīng)用概況

王樓煤礦通過前往先進(jìn)礦井下井參觀學(xué)習(xí)、跟班寫實和外出考察、調(diào)研的方式，并且經(jīng)過“安全、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)”一體化論證，最終確定采用履帶式全液壓鉆車打眼，履帶式挖掘式裝載機(jī)、伸縮主運(yùn)輸皮帶機(jī)、梭式礦車（緩沖倉）配合出矸、側(cè)卸式裝巖機(jī)整平底板，形成巖巷快速、機(jī)械化掘進(jìn)作業(yè)線。人工打眼，采用YT-28（或7655型）風(fēng)鉆，鉆桿為六角中空釬桿（B22mm），鉆頭Ф32mm柱齒鉆頭打眼，采用耙裝機(jī)或側(cè)卸式裝巖機(jī)出矸，待掘進(jìn)距離滿足安裝履帶式全液壓鉆車、履帶式挖掘式裝載機(jī)、伸縮主運(yùn)輸皮帶機(jī)時，形成巖巷快速、機(jī)械化掘進(jìn)作業(yè)線。

2 大斷面、大坡度巖巷掘進(jìn)裝備升級、工藝改革應(yīng)用

2.1 履帶式全液壓鉆車

（1）全液壓雙臂、配合Ф38mm鉆釬、Ф43mm柱齒鉆頭施工炮眼，打眼速度0.8-2m/min，適應(yīng)于大斷面（7.3*5.5m）、大坡度（≤26°）巷道作業(yè)。（2）液壓平動鉆臂具有使推進(jìn)梁全方位保持平行的功能，可直接、快速、準(zhǔn)確定位；鉆孔與孔之間相對平行、無需人工校準(zhǔn)平行、操作簡單、能極好的控制孔與孔間距精度與平行度。（3）機(jī)身小、結(jié)構(gòu)緊湊、重心低、機(jī)動靈活、噪音低、動力單一、耗能小，可大幅度改善工作環(huán)境及提高施工效率和質(zhì)量。

此設(shè)備代替人工打眼，雙臂雙眼同時施工，效率較人工風(fēng)鉆打眼提高60%，打全迎頭眼時間由原來的5h縮短至2h，同時大大降低了職工的勞動強(qiáng)度。

2.2 履帶式挖掘式裝載機(jī)

（1）底盤設(shè)計參考小松挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)形式，采用液壓馬達(dá)驅(qū)動履帶行走機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊﹑機(jī)動靈活，可在潮濕有積水的巷道里工作。（2）全液壓傳動和系統(tǒng)負(fù)載傳感控制及先導(dǎo)閥操作，推進(jìn)力大，扒取范圍廣，借助最佳的液壓系統(tǒng)，均衡分配油量，令鏟斗、小臂、大臂、動臂進(jìn)行靈活、快捷、高效的作業(yè)，實現(xiàn)真正的隨心所欲。（3）全斷面裝巖，不留死角，不需人工輔助清理工作面。（4）適應(yīng)于大斷面、大坡度（≤26°）巷道作業(yè)。（5）配備了液壓破碎錘，能夠快速切換。（6）二運(yùn)通過“機(jī)械抓手”與本體連接，可以輕松拆卸與安裝。

采用履帶式挖掘式裝載機(jī)出矸，即避免了使用耙裝機(jī)來回施工錨樁眼、挪移回頭輪、拉鋼絲繩、人工整平底板等，而且避免了停頭挪移耙裝機(jī)、延伸皮帶尾、鋪道等工序，又降低了職工勞動強(qiáng)度，提高了施工效率，保證了一次成巷，速度較耙裝機(jī)提高50%，出矸時間由原來的4小時縮短至2小時，另外裝載機(jī)本身配有破碎錘，能夠快速切換，能有效處理爆破產(chǎn)生的大塊，進(jìn)一步提高了出矸效率，另一優(yōu)點就是迎頭矸石清理徹底，特別是邊角浮矸能有效清理干凈，創(chuàng)造了良好的支護(hù)條件，同時若爆破時出現(xiàn)欠挖，也可使用裝載機(jī)自帶的破碎錘進(jìn)行處理。

2.3 側(cè)卸式裝巖機(jī)

鏟斗額定容量0.6m?，鏟斗寬度1741mm，最大牽引力50kN，行走速度2.2km/時，功率45kW，爬坡角度16°，最小離地間隙200mm，外形尺寸 4508*1741*2350 mm。

（1）采用電動—液壓傳動，履帶牽引，是替代耙裝機(jī)的理想設(shè)備。（2）結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理，具有牽引力大，機(jī)動靈活性好，作業(yè)線短，運(yùn)輸安裝方便。（3）生產(chǎn)效率高、斗容大、插入力大，可顯著降低體力勞動強(qiáng)度。（4）作業(yè)安全、操作舒適性好、噪聲低、設(shè)備故障率低、便于使用和維護(hù)。（5）能快速整平巷道底板，一次成巷，與耙裝機(jī)相比，加快了施工進(jìn)度。

2.4 工藝創(chuàng)新

（1）差異化支護(hù)。根據(jù)現(xiàn)場頂板情況實行差異化支護(hù)，部分頂板砂巖完好地段適當(dāng)增大錨桿間排距，錨索間排距也根據(jù)現(xiàn)場情況合理布置。（2）適當(dāng)增大循環(huán)進(jìn)尺，根據(jù)圍巖揭露情況，及時進(jìn)行循環(huán)進(jìn)度變更，當(dāng)頂板完整并且穩(wěn)定時，適當(dāng)增大循環(huán)進(jìn)尺（2網(wǎng)變更為3網(wǎng)），提高掘進(jìn)效率。（3）堅持初噴漿工藝（臨時支護(hù)），同時調(diào)研先進(jìn)炮掘臨時支護(hù)方式，力爭早日實現(xiàn)自動化。（4）炮塞代替炮泥封孔，提高裝藥效率；使用二級煤礦許用乳化炸藥，規(guī)格為Ф35mm。（5）堅持使用薄噴技術(shù)。（6）采用直聯(lián)網(wǎng)、高強(qiáng)高預(yù)緊力錨桿、濕噴工藝等新工藝、新支護(hù)材料的應(yīng)用，實現(xiàn)長距離濕噴作業(yè)，取消傳統(tǒng)潮料噴漿。（7）中深孔爆破技術(shù)，提高循環(huán)進(jìn)尺。大斷面炮掘迎頭打眼深度不低于2.5m，同時改進(jìn)掏槽方式（單排楔形掏槽變成雙楔掏槽）爆破循環(huán)進(jìn)尺不得低于2.2m。（8）各掘進(jìn)工作面施工前先形成工作面運(yùn)料、排矸系統(tǒng)，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，各掘進(jìn)工作面力爭全部使用皮帶+專用緩沖倉出矸，不能形成緩沖倉采用梭式礦車緩沖，實現(xiàn)工作面連續(xù)排矸，提高出矸效率。輔助運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)先考慮單軌吊和卡軌車，材料運(yùn)輸嚴(yán)格執(zhí)行一站式材料運(yùn)輸方案，保障工作面的材料供應(yīng)，提高運(yùn)料效率，降低職工勞動強(qiáng)度，使人員將更多的精力放在迎頭。

3 效益情況及推廣應(yīng)用

3.1 效益

人員較原來減少9人，按照2016年采掘平均工資水平13萬元/人計算，年節(jié)約人工成本153萬元，另外由于掘進(jìn)速度加快節(jié)約了人員的社保費(fèi)用和高溫費(fèi)用，按照2016年社保成本約4萬元/人計算、高溫費(fèi)用每月6萬元，年均節(jié)省108萬元。綜上每年節(jié)約費(fèi)用261萬元。

3.2 推廣應(yīng)用

本套掘進(jìn)裝備目前在王樓煤礦三采膠帶下山（下）成功應(yīng)用，在人員配置方面，班組打眼工由原來的6人，減少到3人，加上采用“一站式”運(yùn)輸?shù)姆绞焦?jié)省人員，整個隊伍配置44人，較原來減少9人；掘進(jìn)斷面19.3㎡、坡度-18°的巖石巷道計平均月進(jìn)尺75m，較之前提高15.4%，人工工效0.12m/工，工效提高10%。

作者簡介：諸葛祥華（1975-），男，山東臨沂人，本科，副高級工程師，副礦長，研究方向：礦山開采管理。