提高巖巷掘進(jìn)效率的措施

楊志強(qiáng)

（晉城煤業(yè)集團(tuán)成莊礦，山西 晉城 048000）

1 影響巖巷掘進(jìn)效率的因素

1.1 機(jī)械化設(shè)備程度不高

目前現(xiàn)有的巖巷掘進(jìn)方式為人工打眼放炮+側(cè)卸式裝巖機(jī)裝矸，人工打眼所用的設(shè)備主要是YT-29 型風(fēng)鉆。使用YT-29 型風(fēng)鉆打眼，1 人負(fù)責(zé)操作鉆機(jī)，負(fù)責(zé)開(kāi)啟風(fēng)、水閥門，另1 人負(fù)責(zé)扎眼、更換鉆桿，退鉆時(shí)由2～3 人共同配合退出鉆桿。打眼鉆桿配備1.5 m、2.0 m、2.4 m 長(zhǎng)的中空六棱風(fēng)鉆桿和Φ42 mm 的“一”字巖石鉆頭。雖然YT-29 型風(fēng)鉆操作簡(jiǎn)單，但是在打眼過(guò)程中頂板不好或站在未支護(hù)的空頂區(qū)域或未處理的傘檐下作業(yè)時(shí)，頂矸掉落將作業(yè)人員砸傷，易發(fā)生人身事故；在更換鉆桿時(shí)未進(jìn)行關(guān)風(fēng)，人員誤操作也容易造成事故。而且YT-29型風(fēng)鉆動(dòng)力不足，打孔速度慢、操作人員多。因此，應(yīng)該用一種新型設(shè)備來(lái)代替用YT-29 型風(fēng)鉆。如果用全液壓鉆車代替用YT-29 型風(fēng)鉆作業(yè)，用側(cè)卸式裝巖機(jī)裝矸相對(duì)來(lái)說(shuō)是一種機(jī)械化程度比較高的裝巖方式，但由于側(cè)卸式裝巖機(jī)本身的局限性，使得這種機(jī)械并不能對(duì)比較大的矸石進(jìn)行破碎。對(duì)于相對(duì)來(lái)說(shuō)大的矸石只能人工用風(fēng)鎬來(lái)破碎，這無(wú)疑又增加了人力。為了降低作業(yè)時(shí)存在的風(fēng)險(xiǎn)、提高巖巷掘進(jìn)效率，需要改變現(xiàn)有的設(shè)備，就能有效地提高機(jī)械化巖巷的掘進(jìn)效率，而且還能防止頂板事故對(duì)人員的傷害。

1.2 施工水平落后

成莊礦巖巷掘進(jìn)技術(shù)與國(guó)外相比還存在一定的差距，主要是因?yàn)榫蜻M(jìn)設(shè)備的配套、施工工藝的落后不能滿足現(xiàn)代化礦井生產(chǎn)需要。目前成莊礦巖巷掘進(jìn)全斷面放炮工藝流程為：交接班→安全檢查→放炮（打眼、保護(hù)、裝藥、連線、起爆、等待炮眼吹散）→通風(fēng)、瓦斯安全檢查→敲幫問(wèn)頂、找掉→出矸→修邊（備料）→敲幫問(wèn)頂→臨時(shí)支護(hù)→掛迎頭護(hù)網(wǎng)（一次施工兩排時(shí)支護(hù)完第一排后再掛迎頭護(hù)網(wǎng)）→永久支護(hù)→清煤→自檢→下一循環(huán)。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)巖巷掘進(jìn)人工打眼、放炮、支護(hù)所用時(shí)間較長(zhǎng)，嚴(yán)重制約了掘進(jìn)效率。為了提高掘進(jìn)效率，需要通過(guò)提高裝備水平、優(yōu)化施工工藝和合理組織生產(chǎn)，來(lái)滿足現(xiàn)代化礦井的生產(chǎn)需要。

2 提高巖巷掘進(jìn)效率的措施

2.1 提高設(shè)備配套水平

2.1.1 方案一

把原有的巖巷掘進(jìn)中占用人員大的地方全部改為機(jī)械化，即液壓鉆車+破碎裝巖機(jī)+SJ-80 皮帶（SGW-40T 刮板輸送機(jī)），實(shí)現(xiàn)鉆、裝、運(yùn)、支全部機(jī)械化。具體設(shè)備配置見(jiàn)表1。

表1 方案一的具體設(shè)備配置

CMM2-15 煤礦用液壓鉆車是為掘進(jìn)工作面斷面寬度為4～6 m、高度為2.5～4 m 的巷道而設(shè)計(jì)的，并且液壓鉆車在結(jié)構(gòu)和功能上采用了整體升降的工作平臺(tái)，可以根據(jù)巷道的不同高度，通過(guò)升降平臺(tái)來(lái)調(diào)整人員的作業(yè)高度，從而實(shí)現(xiàn)巷道頂板、側(cè)幫（高度1.5 m 以上）上的錨桿孔、錨索孔、炮眼孔及探測(cè)孔的機(jī)械化作業(yè)施工。液壓鉆車具有鉆進(jìn)功能全面、工作安全性及效率高、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低等特點(diǎn)，尤其是工人在使用液壓鉆車進(jìn)行錨桿錨索支護(hù)作業(yè)時(shí)能大大縮短支護(hù)作業(yè)時(shí)間，提高支護(hù)效率和支護(hù)質(zhì)量。本鉆車結(jié)構(gòu)合理、機(jī)構(gòu)緊湊、運(yùn)轉(zhuǎn)靈活、操作方便，因而液壓鉆車是實(shí)現(xiàn)目前國(guó)內(nèi)巷道掘進(jìn)支護(hù)快速、高效、機(jī)械化的一種首選裝備為并且在設(shè)計(jì)上充分考慮功能的多樣化。針對(duì)目前礦井有掘必探的要求，利用鉆臂動(dòng)作靈活性的特點(diǎn)增加了施工探測(cè)孔的功能，從而使得該機(jī)不僅能施工錨桿（索）孔，而且對(duì)處于巷道迎頭的炮眼孔、探水孔及探放瓦斯孔均能方便地進(jìn)行施工作業(yè)，大大擴(kuò)大了設(shè)備的作業(yè)面和適用范圍，同時(shí)也方便了井下作業(yè)，減少了井下設(shè)備種類，優(yōu)化了巷道設(shè)備配置。

該液壓掘進(jìn)鉆車與YT-29 型風(fēng)鉆相比有以下優(yōu)點(diǎn)：設(shè)有兩組鉆臂及鉆孔推進(jìn)機(jī)構(gòu)，均由液壓系統(tǒng)控制，且兩組鉆臂及鉆孔推進(jìn)機(jī)構(gòu)可獨(dú)立并同時(shí)作業(yè)；兩組鉆孔推進(jìn)機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)不同位置和角度的旋轉(zhuǎn)，可進(jìn)行全方位的頂板、側(cè)幫、錨桿、錨索、迎頭炮孔及探測(cè)孔的施工作業(yè)；設(shè)有可升降的前部支撐機(jī)構(gòu)裝置，在迎頭空頂下可對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行保護(hù)。

ZCY-60 煤礦用全液壓側(cè)卸式裝巖機(jī)是一種可提高巖巷掘進(jìn)效率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度的巖巷快速裝載機(jī)械。

2.1.2 方案二

利用巖巷掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行割矸、出矸，即節(jié)省了放炮時(shí)間又能大大提高掘進(jìn)速度，即：巖巷掘進(jìn)機(jī)+液壓錨桿鉆車+皮帶或溜子出矸，全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。具體設(shè)備配置見(jiàn)表2。

表2 方案二的具體設(shè)備配置

EBZ260 巖巷掘進(jìn)機(jī)是一種可提高巖巷掘進(jìn)效率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度的巖巷快速掘進(jìn)機(jī)械，主要有以下特點(diǎn)：截割硬度不大于110 MPa；最大定位截割面積可達(dá)31 m2；最大爬坡能力18°。

2.1.3 方案三

利用挖掘機(jī)配合機(jī)組出煤：通過(guò)機(jī)組切割頭、鏟板、耙爪、機(jī)組小溜將煤拋至機(jī)組后方，挖掘機(jī)在后方通過(guò)挖斗將煤挖至溜子上，通過(guò)溜子、皮帶轉(zhuǎn)載最終運(yùn)出工作面，即：巖巷掘進(jìn)機(jī)+挖機(jī)+液壓錨桿鉆車+皮帶或溜子出矸，全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。具體設(shè)備配置見(jiàn)表3。

表3 方案三的具體設(shè)備配置

通過(guò)三種方式在井下施工過(guò)程對(duì)比發(fā)現(xiàn)，方案一還需要人工進(jìn)行放炮作業(yè)，一般工作面放炮時(shí)間基本上在三四個(gè)小時(shí)左右，影響時(shí)間較長(zhǎng)；方案二減少了放炮時(shí)間，EBZ260 巖巷掘進(jìn)機(jī)在割矸過(guò)程中一次成型，集割、裝、運(yùn)與一體；方案三與方案二在掘進(jìn)效果相同的條件下，設(shè)備配套較多，成本投入大，不符合降本增效的要求。

2.2 合理組織生產(chǎn)

為了提高巖巷掘進(jìn)效率，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，滿足現(xiàn)代化礦井要求，在不斷改變掘進(jìn)設(shè)備和施工工藝、方法的同時(shí)，還要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，合理組織作業(yè)人員，在安全得到保障的同時(shí)，有效地組織生產(chǎn)。

2.3 完善施工方法和工藝

目前為了提高巖巷掘進(jìn)效率，我們要改變舊的掘進(jìn)方法，通過(guò)新裝備、新技術(shù)的組合，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來(lái)逐步改變掘進(jìn)工藝，提高巖巷掘進(jìn)效率。首先在施工工藝上必須保持連續(xù)，實(shí)現(xiàn)不同工序間的平行施工。最主要的是使用先進(jìn)的掘進(jìn)設(shè)備，從提高裝備水平上下功夫，來(lái)提高巖巷掘進(jìn)的速度。

利用方案二的施工步驟：

1）應(yīng)用EBZ260 巖巷掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行割矸、出矸，一次成巷。每個(gè)班循環(huán)進(jìn)尺為1～2 m，每次循環(huán)作業(yè)時(shí)間大約在1～2 h。

2）運(yùn)輸。應(yīng)用EBZ260 巖巷掘進(jìn)機(jī)橋式轉(zhuǎn)載機(jī)SJ-80 帶式輸送機(jī)（SGW-40T 刮板輸送機(jī)），實(shí)現(xiàn)煤（矸）運(yùn)輸全部機(jī)械化。

3）支護(hù)。EBZ260 巖巷掘進(jìn)機(jī)把工作面矸石出完后，退出掘進(jìn)機(jī)。然后液壓錨桿鉆車進(jìn)入工作面，利用液壓錨桿鉆車進(jìn)行頂幫支護(hù)，這樣就能夠有效地降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高巖巷支護(hù)速度。

3 應(yīng)用效果

目前這種巖巷掘進(jìn)和錨桿鉆機(jī)車配合進(jìn)行巖巷作業(yè)的施工工藝在成莊礦15 號(hào)煤的掘進(jìn)生產(chǎn)中已經(jīng)被投入使用，效果良好。與以前的巖巷掘進(jìn)技術(shù)相比，依靠EBZ260 巖巷掘進(jìn)機(jī)割矸、出矸，利用錨桿鉆機(jī)車支護(hù)，既能很好地解放勞動(dòng)力又能增加掘進(jìn)進(jìn)尺。

以“人工支護(hù)+側(cè)裝機(jī)出煤”的炮掘工作面掘進(jìn)工藝為例，這種掘進(jìn)方式一般一個(gè)工作面需要的人數(shù)為8 人，一天三班生產(chǎn)，就需要24 個(gè)人。如果換成“錨桿鉆車支護(hù)+巖巷掘進(jìn)機(jī)出矸”這種掘進(jìn)方式，一般一個(gè)班有6 人就足夠了，相對(duì)于原來(lái)的掘進(jìn)方式一個(gè)班減少了2 個(gè)人，三個(gè)班就減少6 個(gè)人。這樣既減少了人員數(shù)量，又提高了掘進(jìn)進(jìn)尺。