巖巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)作業(yè)線應(yīng)用研究

解海 孫忠厚

摘 要：近年來(lái)，隨著煤礦開(kāi)采向深部不斷延伸，鶴煤公司采掘接替普遍緊張。鶴煤公司普遍采用傳統(tǒng)炮掘掘進(jìn)方式，掘進(jìn)速度及工效普遍較低、成本相對(duì)較高，采用機(jī)械化作業(yè)線來(lái)提高掘進(jìn)速度，是緩解目前采掘接替日趨緊張的局面的重要措施。本文以鶴煤三礦4204底板抽采巷（下）為工程研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)掘進(jìn)裝備的選型及施工工藝的優(yōu)化，研究巖巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)作業(yè)線應(yīng)用。實(shí)踐表明，巖巷掘進(jìn)速度有大幅提高，實(shí)現(xiàn)了高效掘進(jìn)的目的，保證了礦井采掘的正常接替。

關(guān)鍵詞：瓦斯治理;巖巷;綜合機(jī)械化

中圖分類號(hào)：TD263.3;TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2021）01-0073-03

Abstract： In recent years， with the continuous extension of coal mining to the deep， the mining replacement of Hemei company is generally tense. The traditional blasting driving method is widely used in He coal company. The driving speed and work efficiency are generally low and the cost is relatively high. It is an important measure to improve the driving speed by using mechanized operation line to alleviate the increasingly tense situation of mining replacement. In this paper， 4204 floor extraction roadway （lower） of Hemei No.3 Mine was taken as the engineering research object. Through the selection of tunneling equipment and the optimization of construction technology， the application of comprehensive mechanized tunneling line in rock roadway was studied. The practice shows that the driving speed of rock roadway is greatly improved， the purpose of efficient driving is realized， and the normal replacement of mining is ensured.

Keywords： gas control;rock roadway;comprehensive mechanization

近年來(lái)，隨著煤礦開(kāi)采向深部的不斷延伸，鶴煤公司采掘接替普遍緊張。鶴煤公司普遍采用傳統(tǒng)炮掘掘進(jìn)方式，掘進(jìn)速度及工效普遍較低、成本相對(duì)較高，巖巷掘進(jìn)和瓦斯治理工程量的增加導(dǎo)致礦井接替進(jìn)一步緊張，巷道掘進(jìn)已成為制約煤礦高產(chǎn)高效的重要環(huán)節(jié)。目前，勞動(dòng)力缺乏及勞動(dòng)力成本持續(xù)增加，采用綜合機(jī)械化作業(yè)線來(lái)提高掘進(jìn)速度，成為緩解采掘接替日趨緊張的局面的重要措施[1-4]。本文以鶴煤三礦4204底板抽采巷（下）為工程研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)掘進(jìn)裝備的選型、支護(hù)工藝的優(yōu)化、快速掘進(jìn)工藝的研究，分析了綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)在巖巷掘進(jìn)中的應(yīng)用，并為相同地質(zhì)條件下巖巷快速掘進(jìn)提供理論依據(jù)和參考。

1 工程概況

4204底板抽采巷（下）設(shè)計(jì)長(zhǎng)度1 048 m，位于四水平北翼42采區(qū)下部，北部為42采區(qū)，南部為新副井。正常涌水量為1.0～3.0 m3/h，最大涌水量3.0～5.0 m3/h。巷道掘進(jìn)期間，瓦斯涌出量（巖巷）為0.18 m3/min。為滿足巖巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)和瓦斯抽采需要，巷道層位選擇在距煤層底板10～15 m。該巷主要在細(xì)粒砂巖、泥巖和砂質(zhì)泥巖中施工。巷道斷面為寬×高=5 200 mm×3 600 mm，支護(hù)方式為錨網(wǎng)噴，錨桿間排距為700 mm×700 mm。該巷地質(zhì)綜合柱狀圖如圖1所示。

2 綜合機(jī)械化掘進(jìn)作業(yè)

2.1 掘進(jìn)機(jī)選型

通過(guò)巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)可知[5-7]，該巷砂質(zhì)泥巖的單軸抗壓強(qiáng)度為27.6 MPa，細(xì)粒砂巖的單軸抗壓強(qiáng)度為30.75 MPa，泥巖的單軸抗壓強(qiáng)度為30.35 MPa。因此，根據(jù)該巷道斷面尺寸大小、巖石硬度及地質(zhì)構(gòu)造情況，并結(jié)合相鄰礦井掘進(jìn)機(jī)的使用情況，最終選用了三一重工EBZ—318H型掘進(jìn)機(jī)。該掘進(jìn)機(jī)能實(shí)現(xiàn)連續(xù)切割、裝載、運(yùn)輸作業(yè)，適用于煤巷、半煤巖巷以及全巖的巷道掘進(jìn)。EBZ—318H型掘進(jìn)機(jī)的總體長(zhǎng)度為13.1 m，最大高度為2.7 m，總體寬度為3.8 m，總體重量為125 t，最大定位截割斷面可達(dá)33 m2，截割硬度[f]不大于9，坡度±18°。

2.2 綜合機(jī)械化作業(yè)線配套設(shè)備研究

巖巷掘進(jìn)的主要任務(wù)是“掘得進(jìn)去，排得出來(lái)”。為保證切割后巖石碎塊能快速有效地轉(zhuǎn)載運(yùn)輸出去，完整的綜合機(jī)械化掘進(jìn)作業(yè)，還必須配備高效有力的輔助運(yùn)輸系統(tǒng)。結(jié)合鶴煤三礦實(shí)際條件及該巷道的地質(zhì)狀況，采取掘進(jìn)機(jī)+橋式輸送機(jī)+膠帶輸送機(jī)（DZQ80/35/15）+矸石倉(cāng)（直徑6 m，高度13 m）+膠帶輸送機(jī)（DSJ80/40/55）+礦車運(yùn)輸方案。該方案可實(shí)現(xiàn)矸石連續(xù)運(yùn)輸，減少煤、矸轉(zhuǎn)運(yùn)停歇時(shí)間，切割、裝載、運(yùn)輸生產(chǎn)能力強(qiáng)，掘進(jìn)速度快，而矸石倉(cāng)后可先將掘進(jìn)迎頭的矸石倒進(jìn)矸石倉(cāng)，緩解對(duì)礦車的供應(yīng)的依靠，減少等待時(shí)間，有效地利用了掘進(jìn)循環(huán)時(shí)間。4204底抽巷（下）綜合機(jī)械化作業(yè)線運(yùn)矸流程如圖2所示。

3 施工工藝優(yōu)化

由于傳統(tǒng)的錨網(wǎng)噴支護(hù)工藝對(duì)綜合機(jī)械化作業(yè)線適應(yīng)性不高，會(huì)影響單進(jìn)，因此在結(jié)合該巷地質(zhì)情況的基礎(chǔ)上[8-10]，采用先噴后錨的支護(hù)工藝，初噴漿的厚度控制在20～50 mm，并采用一次成巷循環(huán)作業(yè)方式，當(dāng)班掘進(jìn)當(dāng)班成巷，即每小班進(jìn)尺1.8 m，日進(jìn)尺為5.4 m，具體循環(huán)作業(yè)流程如圖3所示。

4 結(jié)語(yǔ)

4204底抽巷（下）采用綜合機(jī)械化作業(yè)線以來(lái)，月平均進(jìn)尺在130 m左右，較傳統(tǒng)掘進(jìn)作業(yè)方式提高了約60 m，實(shí)現(xiàn)了巖巷掘進(jìn)機(jī)快速掘進(jìn)，新的施工工藝的采用，錨桿錨固力由原來(lái)的78.4 kN提高到98 kN，扭矩由20 N·m提高到250 N·m，主動(dòng)支護(hù)輪廓范圍增加400 mm，巷道工程質(zhì)量得到大幅度提升，實(shí)現(xiàn)了大斷面巖巷安全、快速、高效掘進(jìn)，為該礦瓦斯質(zhì)量提供了時(shí)間和空間，有效緩解了生產(chǎn)緊張的局面。

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