煤巷掘進(jìn)高效機(jī)械化作業(yè)線建設(shè)與實(shí)踐

盧永戰(zhàn)

摘 要：某礦1513運(yùn)輸順槽針對(duì)巷道掘進(jìn)效率低、機(jī)械化程度低、人員勞動(dòng)強(qiáng)度大和安全系數(shù)差的問(wèn)題，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)作業(yè)線進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，通過(guò)使用懸臂式掘進(jìn)機(jī)、液壓錨桿鉆車、液壓探水鉆車、轉(zhuǎn)載機(jī)、可伸縮帶式輸送機(jī)等掘進(jìn)及運(yùn)輸設(shè)備，建立了巷道掘進(jìn)的機(jī)械化作業(yè)線，提高了巷道掘進(jìn)的機(jī)械化程度，促進(jìn)了巷道掘進(jìn)安全系數(shù)和單進(jìn)水平的有效提升。

關(guān)鍵詞：機(jī)械化；單進(jìn)水平；錨桿鉆車；臨時(shí)支護(hù)

中圖分類號(hào)：TD263 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 基本情況

某礦1513運(yùn)輸順槽，為煤巷，煤層平均厚度5.22 m，其中煤層中上部含有一層夾矸，夾矸層平均厚度1 m，夾矸上部煤層平均厚度0.8 m，該巷道沿煤層頂板掘進(jìn)，巷道采用錨網(wǎng)支護(hù)，排拒1.2 m，頂部每排5根錨桿，幫部每排4根錨桿/幫，巷道設(shè)計(jì)寬度4.9 m，設(shè)計(jì)高度4.1 m。巷道掘進(jìn)過(guò)程中，采用物探、鉆探相結(jié)合的探水方式，探鉆深度為60 m，允許掘進(jìn)30 m，預(yù)留30 m超前距。巷道由于受施工斷面大、運(yùn)輸距離遠(yuǎn)、鉆探頻繁等因素的影響，影響了單進(jìn)水平的提升，給工作面接替造成困難。

2 技術(shù)實(shí)施方案

2.1 作業(yè)方式

巷道采用EBZ-160掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行破煤裝煤，后配有轉(zhuǎn)載機(jī)，SJ-80型皮帶運(yùn)輸機(jī)，CMM2-15錨桿液壓鉆車進(jìn)行支護(hù)組成綜合機(jī)械化掘進(jìn)系統(tǒng)。采用一次成巷的掘進(jìn)方式，一次割夠兩排支護(hù)距離（排距1.2 m），緊靠工作面的永久支護(hù)距工作面迎頭之距不大于0.4 m，割煤后不大于2.8 m。巷道采用掘支單行，一次成巷的作業(yè)方式。

2.2 臨時(shí)支護(hù)架設(shè)方式

巷道截割成形后，將機(jī)組退出距永久支護(hù)下不小于6 m、距行人側(cè)巷幫不小于1.5 m處，鏟板、截割頭落地并停電、閉鎖掛停電牌。將液壓鉆機(jī)車開(kāi)至工作面最后一排永久支護(hù)下，人員站在永久支護(hù)下進(jìn)行敲幫問(wèn)頂，確認(rèn)頂幫安全后，操作人員站在永久支護(hù)下的液壓錨桿鉆機(jī)平臺(tái)上把頂部網(wǎng)片和鋼筋托梁放置在前部支撐臨時(shí)支護(hù)的平臺(tái)上，然后人員在鉆臂操作臺(tái)后方，開(kāi)進(jìn)液壓錨桿鉆機(jī)，待液壓錨桿鉆機(jī)開(kāi)至夠一排支護(hù)距離后，再將液壓錨桿鉆機(jī)前部支撐的超前臨時(shí)支護(hù)升起將頂部網(wǎng)片和鋼筋托梁托住頂板，達(dá)到一定初撐力，然后進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)、永久支護(hù)。

2.3 支護(hù)工藝流程

機(jī)組出完煤→退機(jī)組→開(kāi)進(jìn)液壓錨桿鉆車→敲幫問(wèn)頂→在永久支護(hù)下將網(wǎng)片放至液壓錨桿鉆機(jī)車超前臨時(shí)支護(hù)上→開(kāi)進(jìn)液壓錨桿鉆車達(dá)一排支護(hù)距離→調(diào)整網(wǎng)片位置→將超前臨時(shí)支護(hù)升起將網(wǎng)片托住頂板→聯(lián)網(wǎng)→永久支護(hù)，見(jiàn)表1。

2.4 超前鉆探施工方式及技術(shù)要求

超前鉆探采用CMS1-3200/58型煤礦用深孔鉆車進(jìn)行施工，該鉆車是以電機(jī)為動(dòng)力帶動(dòng)液壓泵，液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)履帶行走、液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)鉆具，可實(shí)現(xiàn)180°水平回轉(zhuǎn)，垂直升降350 mm，-45 ?～+45 ?俯仰角的全方位鉆孔作業(yè)等功能。鉆機(jī)鉆桿直徑為50 mm，鉆頭直徑為65 mm。每次鉆探設(shè)計(jì)4個(gè)鉆孔，鉆孔深度60 m，采用濕式鉆探不取芯方法進(jìn)行。具體孔位布置要求為：

1#孔：距巷道左幫2.45 m，距巷道底板1.4 m；設(shè)計(jì)孔深60 m，仰俯角相對(duì)于掘進(jìn)方向?yàn)?°；2#孔：距巷道左幫1.1 m，距巷道底板1.4 m，設(shè)計(jì)孔深63 m，仰俯角相對(duì)于掘進(jìn)方向?yàn)?°；3#孔：距巷道右?guī)?.1 m，距巷道底板1.4 m，設(shè)計(jì)孔深63 m，仰俯角相對(duì)于掘進(jìn)方向?yàn)?°；4#孔：距巷道左幫2.45 m，距巷道底板1.8 m，設(shè)計(jì)孔深61 m，仰俯角相對(duì)于掘進(jìn)方向?yàn)?°。

探鉆具體技術(shù)要求為：1）鉆孔見(jiàn)空無(wú)涌水結(jié)束、終孔無(wú)涌水結(jié)束，可以掘進(jìn)；鉆孔見(jiàn)空有涌水，放水后掘進(jìn)；鉆孔未見(jiàn)空有涌水，水量不影響安全生產(chǎn)，可以掘進(jìn)，水量較大時(shí)，放水確認(rèn)安全方可掘進(jìn)。2）每次探放掘進(jìn)方向上的水平距離為60 m，安全情況下掘30 m保留30 m安全煤（巖）柱。3）鉆孔距幫設(shè)計(jì)不小于20 m。4）鉆孔設(shè)計(jì)是按巷道斷面尺寸計(jì)算的，在實(shí)際定孔位時(shí)，要嚴(yán)格以巷道斷面尺寸進(jìn)行定位。5）根據(jù)物探報(bào)告結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)，適當(dāng)增加鉆孔進(jìn)行驗(yàn)證。6）鉆孔方位角以鉆孔鉆進(jìn)方向?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)。

3 施工安全技術(shù)要求

3.1 臨時(shí)支護(hù)形式

（1）巷道成形后，機(jī)組靠非行人側(cè)退至運(yùn)輸設(shè)備機(jī)尾，將截割頭降落至底板，然后將機(jī)組電源停電、閉鎖并掛停電牌。

（2）頂板正常時(shí)，利用液壓錨桿鉆機(jī)車前部支撐的超前臨時(shí)支護(hù)升起將頂部網(wǎng)片和鋼筋托梁托住頂板，進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。

3.2 臨時(shí)支設(shè)備及數(shù)量

臨時(shí)支護(hù)采用液壓錨桿鉆車上自帶的液壓臨時(shí)支護(hù)裝置進(jìn)行支護(hù)。

3.3 施工方法

3.3.1 鉆孔施工

開(kāi)眼位時(shí)，馬達(dá)旋轉(zhuǎn)不可過(guò)快，打眼時(shí)，鉆臂推力要調(diào)小一些。當(dāng)鉆進(jìn)30 mm左右后，方可逐步加快轉(zhuǎn)速，加大推力，進(jìn)入正常鉆孔作業(yè)。鉆孔到位后，關(guān)閉油泵控制閥、調(diào)小出水量，減慢鉆桿轉(zhuǎn)速，降下一、二級(jí)油缸，使鉆臂一、二級(jí)油缸復(fù)零位。

3.3.2 攪拌和安裝錨桿（索）

當(dāng)人工用錨桿（索）將錨固劑推入孔底，安裝錨桿（索）時(shí)，鉆車轉(zhuǎn)速應(yīng)先以中速為宜，然后開(kāi)足馬力攪拌，鉆臂油缸推進(jìn)時(shí)間應(yīng)與攪拌時(shí)間相吻合。錨固完成后，上托盤預(yù)緊到設(shè)計(jì)值。不允許使用彎曲不直的錨桿，將錨桿（索）插入錨桿孔應(yīng)能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)卡緊狀況。

3.3.3 收尾作業(yè)

（1）支護(hù)完成后，將各鉆臂收回、復(fù)位，降下操作平臺(tái)，退出鉆車至工作面運(yùn)輸設(shè)備機(jī)尾處停機(jī)。

（2）停機(jī)后要檢查機(jī)組是否有損傷，螺絲是否有松動(dòng)，各油管是否有漏油，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)處理，并將情況匯報(bào)值班室。

（3）停機(jī)后，及時(shí)關(guān)閉水，鉆車司機(jī)必須將鉆車停電、閉鎖并掛停電牌。

（4）停機(jī)后要清理機(jī)組表面的油污和機(jī)組上的浮煤，確保文明生產(chǎn)達(dá)標(biāo)。

3.4 施工要求

施工錨桿鉆孔時(shí)鉆頭采用直徑28 mm的金剛鉆頭。錨索鉆孔時(shí)，鉆頭直徑28 mm的金剛鉆頭，鉆桿全部采用B19鉆桿，開(kāi)眼位時(shí)，鉆桿旋轉(zhuǎn)不可過(guò)快，如果打頂眼，鉆臂推力要調(diào)小一些。當(dāng)鉆進(jìn)30 mm左右后，方可逐步加快轉(zhuǎn)速，加大推力，進(jìn)入正常鉆孔作業(yè)。鉆孔施工完成后，減慢鉆桿轉(zhuǎn)速，降下一、二級(jí)油缸，使鉆車一、二級(jí)油缸復(fù)零位。

3.5 質(zhì)量要求

鋼筋網(wǎng)要用前臨時(shí)支護(hù)托好，臨時(shí)支護(hù)的排距與永久支護(hù)的排距一致。

最大、最小控頂距（永久支護(hù)距工作面迎頭的距離）：循環(huán)進(jìn)度為2.4 m時(shí)，最大臨時(shí)控頂距為2.8 m，最小控頂距為0.4 m。

4 應(yīng)用效果

該作業(yè)線的應(yīng)用有效地提高了巷道掘進(jìn)的機(jī)械化水平，降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了各工序的施工效率和單進(jìn)水平，月增加進(jìn)尺60 m左右。

超前探鉆車的使用，使鉆車移動(dòng)及鉆水作業(yè)施工更加方便，節(jié)省了鉆探時(shí)間，將原來(lái)必須由2～3個(gè)班完成的探鉆作業(yè)，減少到由1個(gè)班完成，有力地增長(zhǎng)了掘進(jìn)時(shí)間。

同時(shí)，錨桿鉆車的使用有效地提高了臨時(shí)支護(hù)的支護(hù)強(qiáng)度，提高了巷道掘進(jìn)的安全系數(shù)，為安全生產(chǎn)提供了保障。

參考文獻(xiàn)

[1]廖波.論煤礦綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2016（2）：60-62.

[2]張志強(qiáng).試論煤礦綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)[J].山東煤炭科技，2015（11）：33-34.

[3]卞景強(qiáng).煤礦生產(chǎn)中綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)的實(shí)踐[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（13）：55.