煤礦快速掘進(jìn)成套設(shè)備在曙光礦的應(yīng)用

李富元

（山西汾西礦業(yè)（集團(tuán)）公司曙光煤礦，山西 孝義032308）

1 工程概況

1.1 基本情況

1228綜采工作面運(yùn)輸巷設(shè)計(jì)走向長(zhǎng)度1 150 m，傾斜長(zhǎng)度236 m，位于一采區(qū)西翼，東臨集中軌道巷，南為回采完的1226工作面，北為未回采的1230工作面。工作面沿2號(hào)煤層掘進(jìn)，煤層傾角2°～10°，夾矸巖性多為含炭質(zhì)泥巖或泥巖，有時(shí)為泥砂巖。該煤呈塊狀，半亮型煤，穩(wěn)定可采。

1.2 煤層頂?shù)装迩闆r

2號(hào)煤層的偽頂厚約0.3 m，巖性為灰黑色，結(jié)構(gòu)疏松，隨采隨落，小部分地段不含偽頂；直接頂厚約6.1 m，巖性為黑灰色，夾砂質(zhì)、菱鐵質(zhì)薄層，夾鏡煤線理，有時(shí)變相為中粗粒石英砂巖，中硬-堅(jiān)硬頂板；老頂厚約6.4 m，深灰色，細(xì)粒、中粒砂狀結(jié)構(gòu)，碎屑成分以石英為主，巖屑次之，鈣硅質(zhì)膠結(jié)，具交錯(cuò)層理，堅(jiān)硬頂板。2號(hào)煤的直接底厚約3.1 m，巖性為深灰色，中粒砂狀結(jié)構(gòu)，泥質(zhì)充填，分選性好，次棱角狀；老底厚約8.7 m，巖性為黑灰色，砂泥狀結(jié)構(gòu)，發(fā)育水平層理，裂隙發(fā)育（見表1）。

1.3 1228運(yùn)輸巷巷道巷道斷面參數(shù)情況

巷道的凈高需一方面考慮巷道施工時(shí)需布置風(fēng)筒，另一方面考慮運(yùn)輸巷掘錨一體機(jī)和錨桿臺(tái)車高度，保證安全距離。根據(jù)巷道相關(guān)規(guī)格參數(shù)確定：1228運(yùn)輸巷斷面為矩形斷面規(guī)格：掘?qū)挕辆蚋?5.2×3.2 m（見表2）。

2 掘進(jìn)工藝流程對(duì)比

2.1 綜合機(jī)械化掘進(jìn)工藝流程

以往綜合機(jī)械化掘進(jìn)使用EBZ-160型掘進(jìn)機(jī)與DSP-1040/800型膠帶輸送機(jī)及SGB 620/40 T刮板輸送機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)工作，使用MQT-130/3.2錨桿鉆機(jī)和ZQS-50/1.8 S氣動(dòng)手持式鉆機(jī)進(jìn)行支護(hù)。具體的生產(chǎn)工藝流程為：開機(jī)前的安全確認(rèn)→啟動(dòng)掘進(jìn)機(jī)→割左側(cè)煤、巖（檢查巷道成形情況）→臨時(shí)支護(hù)（敲幫問(wèn)頂）→永久支護(hù)（人工打頂錨桿眼、人工安裝頂錨桿、鋪網(wǎng)、上鋼筋托梁、打幫錨桿眼、安裝幫錨桿、打錨索眼、安裝錨索、聯(lián)網(wǎng)）→回臨時(shí)支護(hù)→工作面鏟底→割右側(cè)煤、巖（檢查巷道成形情況）→臨時(shí)支護(hù)（敲幫問(wèn)頂）→永久支護(hù)（人工打頂錨桿眼、人工安裝頂錨桿、鋪網(wǎng)、上鋼筋托梁、打幫錨桿眼、安裝幫錨桿、打錨索眼、安裝錨索、聯(lián)網(wǎng)）→回臨時(shí)支護(hù)→工作面鏟底→進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。此工藝一個(gè)循環(huán)的時(shí)間是1.5～2.0 h。

表1 煤層頂?shù)装迩闆r

表2 1228運(yùn)輸巷巷道特征表

2.2 快速掘進(jìn)成套設(shè)備掘進(jìn)工藝流程

快速掘錨成套裝備由1號(hào)煤礦用液壓錨桿鉆車、2號(hào)煤礦用液壓錨桿臺(tái)車和大跨距橋式轉(zhuǎn)載皮帶機(jī)組成，可以完成割煤、裝煤、運(yùn)煤，以及巷道頂、幫支護(hù)和煤流轉(zhuǎn)載運(yùn)輸工序的全機(jī)械化作業(yè)[1]。

1228運(yùn)輸巷現(xiàn)采用掘錨一體機(jī)割煤、裝煤、打頂錨桿和幫錨桿、膠帶輸送機(jī)連續(xù)運(yùn)煤。采用掘錨一體機(jī)掘進(jìn)生產(chǎn)工藝流程為：開機(jī)前安全確認(rèn)→啟動(dòng)掘錨一體機(jī)割煤、裝煤、運(yùn)煤、同時(shí)進(jìn)行頂板和兩幫的支護(hù)→下一個(gè)循環(huán)。具體的支護(hù)工藝為：由EJM270/4—2掘錨一體機(jī)完成破煤和裝煤工序，同時(shí)打頂板錨桿和側(cè)幫上部幫錨桿；由CMM9—16煤礦用液壓錨桿鉆車完成剩余錨桿支護(hù)、錨索支護(hù)及均勻轉(zhuǎn)載；操作順序：掘錨一體機(jī)打1號(hào)、2號(hào)、5號(hào)、6號(hào)、7號(hào)頂錨桿（從左到右），液壓錨桿鉆車補(bǔ)打3號(hào)、4號(hào)頂錨桿，二者平行作業(yè)；掘錨一體機(jī)打1號(hào)、2號(hào)幫錨桿（從上到下），液壓錨桿鉆車補(bǔ)打3號(hào)、4號(hào)幫錨桿，二者平行作業(yè)；液壓錨桿鉆車同步完成8號(hào)、9號(hào)、10號(hào)錨索（間排距1.2 m×2 m）支護(hù)，如圖1所示（說(shuō)明：頂錨桿1、2、5、6、7和幫錨桿1、2使用掘錨一體機(jī)施工，藍(lán)色編號(hào)是頂錨桿3、4和幫錨桿3、4及錨索8、9、10使用液壓錨桿鉆車施工。）。

圖1 快速掘進(jìn)成套設(shè)備掘進(jìn)工藝（mm）

3 設(shè)備使用效果對(duì)比

1）快速掘進(jìn)成套裝備實(shí)現(xiàn)掘錨支運(yùn)同步作業(yè)，提高工效。截割一次成巷，巷道規(guī)則平整，提高了成型效果；實(shí)現(xiàn)機(jī)械化臨時(shí)支護(hù)，提高了作業(yè)人員安全系數(shù)；機(jī)載超前探水鉆機(jī)與廠家多次討論改造，首次成功應(yīng)用于1228運(yùn)輸巷，打鉆時(shí)間由原來(lái)的24 h縮短為9 h，將原來(lái)的負(fù)壓除塵方式改為現(xiàn)在的泡沫除塵方式，粉塵區(qū)域與操作人員物理隔離，高效除塵，保障人員職業(yè)健康。

2）快速掘進(jìn)成套裝備進(jìn)尺完成情況。1228材料巷施工1 050 m之后1228切眼施工236 m，現(xiàn)在在1228運(yùn)輸巷施工93 m。特別是在材料巷與切眼及切眼與運(yùn)輸巷施工中，實(shí)現(xiàn)兩次整機(jī)90°拐彎施工。在施工期間實(shí)現(xiàn)單日最高進(jìn)尺24 m，日均20 m，月掘進(jìn)600 m左右，按照月均600 m的掘進(jìn)速度計(jì)算，1228工作面4個(gè)月就能形成系統(tǒng)，加上設(shè)備安裝時(shí)間45 d，6個(gè)月就能組織回采作業(yè)，大大的緩解了礦井的采掘接替緊張的局面。

3）改變了以往的作業(yè)形式。從2019年元月份開始礦井全面取消夜班作業(yè)，通過(guò)長(zhǎng)期分析提煉總結(jié)將全礦的作業(yè)形式，提升為“六·四·七·七”制作業(yè)，即：夜班6 h巡檢，檢修班4 h停產(chǎn)檢修，兩個(gè)生產(chǎn)班分別作業(yè)7 h。

4）與普通綜掘工作面對(duì)比情況。普通綜掘工作面每天兩個(gè)小班作業(yè)，每班兩個(gè)循環(huán)，4排錨桿，進(jìn)尺4 m，每天8 m?？焖倬蝈^成套裝備工作面每天兩個(gè)小班作業(yè)，每班5個(gè)循環(huán)，10排錨桿，進(jìn)尺10m，每天20 m。

4 設(shè)備使用中存在的問(wèn)題

1）工作面底板傾斜時(shí)，機(jī)身容易傾斜貼幫，造成掘錨一體機(jī)無(wú)法前進(jìn)；巷道上下山坡度起伏較大時(shí)，爬坡段掘錨一體機(jī)行走困難，出現(xiàn)走不動(dòng)現(xiàn)象，上下山段通過(guò)明顯的背斜或向斜構(gòu)造時(shí)，由于3號(hào)機(jī)橋式轉(zhuǎn)載機(jī)長(zhǎng)度較長(zhǎng)，容易造成轉(zhuǎn)載機(jī)貼死頂板或架在底板上，無(wú)法前進(jìn)現(xiàn)象。

2）遇斷層，受斷層影響，掘錨一體機(jī)截割石頭存在一定難度，單日進(jìn)尺為正常掘進(jìn)的一半10 m。

3）掘錨一體機(jī)截割巖石，造成零部件損壞嚴(yán)重，特別對(duì)截齒的損壞和截割大臂滑移架的損壞。

快速掘錨成套裝備等先進(jìn)設(shè)備的運(yùn)用，對(duì)我礦運(yùn)行和維護(hù)人員提出了更高要求，進(jìn)一步加強(qiáng)人員業(yè)務(wù)素質(zhì)的提升，培養(yǎng)一崗多能的綜合型人才；快速掘錨成套裝備配備數(shù)字導(dǎo)向系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能導(dǎo)向，遠(yuǎn)程盲割、精準(zhǔn)定位定向。

5 結(jié)語(yǔ)

快速掘錨成套裝備實(shí)現(xiàn)掘錨支運(yùn)同步作業(yè)，提高工效。截割一次成巷，巷道規(guī)則平整，提高了成型效果；實(shí)現(xiàn)機(jī)械化臨時(shí)支護(hù)，提高了作業(yè)人員安全系數(shù)；機(jī)載超前探水鉆機(jī)與廠家多次討論改造，首次成功應(yīng)用于2417運(yùn)巷，打鉆時(shí)間由原來(lái)的24 h縮短為9 h，將原來(lái)的負(fù)壓除塵方式改為現(xiàn)在的泡沫除塵方式，粉塵區(qū)域與操作人員物理隔離，高效除塵，保障人員職業(yè)健康?？焖倬蝈^成套裝備的成功應(yīng)用，在曙光礦實(shí)現(xiàn)單日最高進(jìn)尺24 m，日均20 m。