許錫軍

(晉煤集團(tuán) 坪上煤業(yè)有限公司，山西 晉城 048200)

煤炭市場的低迷需求煤炭的各行業(yè)對煤質(zhì)的要求以及煤炭行業(yè)對煤炭資源利用率的提高，對施工工藝提出了較高的要求。過去，對于半煤巖巷采取直接通過的方式；但目前既要滿足煤質(zhì)的要求，又要保證不浪費資源，下面就半煤巖巷道實現(xiàn)“煤矸分離”進(jìn)行闡述。

1 施工概況

晉煤集團(tuán)坪上煤業(yè)有限公司為兼并重組改擴(kuò)建礦井，設(shè)計生產(chǎn)能力為0.90 Mt/a。23022進(jìn)料橫川為2302(上)綜采工作面的運輸橫川，主要用途為承擔(dān)2302工作面的進(jìn)出架、運輸?shù)热蝿?wù)。由于通風(fēng)需要，該巷道需通過西二回風(fēng)巷，設(shè)計為半煤巖巷，見圖1、圖2，該巷道煤層頂?shù)装鍘r性見表1。

圖1 23022進(jìn)料橫川平面布置示意圖

圖2 23022進(jìn)料橫川剖面示意圖

2 施工控制措施

2.1 施工條件

23022進(jìn)料橫川設(shè)計全長為139.399 m，采用EBJ-120TP型掘進(jìn)機(jī)1臺， 40 t型溜子2部，組成綜合機(jī)械化掘進(jìn)系統(tǒng)。23022進(jìn)料橫川施工時，均沿煤層底板向煤層頂板掘進(jìn),其開口位置位于西輔助進(jìn)風(fēng)巷北幫，與西輔助進(jìn)風(fēng)巷成63°31′43″夾角。

表1 煤層頂、底板巖性表

2.2 巷道預(yù)計穿越的煤巖層性質(zhì)

23022運料橫川沿3#煤底板先向下1°24′39″掃底掘進(jìn)至西二回風(fēng)巷底板，再向上8°38′45″向3#煤層頂板掘進(jìn),巷道所穿過的煤層平均厚度為5.35 m,矸石厚度為1.944 m，由下向上依次為灰黑色，泥巖，以均勻?qū)永頌橹?；黑色?#煤，半光亮型，以亮煤為主，條帶狀結(jié)構(gòu)。

2.3 施工前巷道準(zhǔn)備工程

1)在西輔巷(23022進(jìn)料橫川開口處)安裝40 t溜子1部，并將機(jī)尾臥底500 mm。

2)在西輔巷(23022進(jìn)料橫川開口處)鋪設(shè)左開道岔1副，道岔鋪設(shè)位于臥底溜機(jī)尾的正上方。

3)23022進(jìn)料橫川左幫安裝40 t溜子1部，并將機(jī)頭抬高，距道岔軌面不低于1 500 mm，安裝準(zhǔn)備工程示意圖見圖3。

2.4 施工方案

2.4.1方案1

施工該半煤巖巷，采用EBJ-120TP型機(jī)組割煤(矸)。割煤時，通過23022進(jìn)料橫川溜子將煤輸送至西輔巷臥底溜，再通過臥底溜將煤輸送至下一部運煤設(shè)備。割矸時，將西輔巷臥底溜停止，并將礦車推至左開道岔道頭，通過23022進(jìn)料橫川溜子將矸石輸送至礦車，翻至矸倉或直接上井，實現(xiàn)煤矸分離。

圖3 煤矸分離安裝準(zhǔn)備工程示意圖

1)優(yōu)點。a)出煤(矸)時間快，根據(jù)統(tǒng)計，每掘進(jìn)1 m，出煤(矸)時間共計為42 min。b)對煤矸分離效率高且效果好。c)該機(jī)組自帶機(jī)載式臨時支護(hù)系統(tǒng)，臨時支護(hù)省工，效率高。

2)缺點。a)易對EBJ-120TP型機(jī)組產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的破壞，割矸時易損壞切割頭，出矸時機(jī)組小溜磨損嚴(yán)重。b)對巷道坡度要求較高，最大爬坡能力為16°。c)巷道斷面低于8 m2時不適用。d)設(shè)備檢修要求高，每天檢修時間不低于6 h。

2.4.2方案2

采用爆破法掘進(jìn)，P-60B型耙?guī)r機(jī)出煤(矸)。先對上部煤層進(jìn)行爆破，并通過P-60B型耙?guī)r機(jī)運走爆落的煤塊，待煤塊耙凈后，再對下部矸石層進(jìn)行爆破，通過P-60B型耙?guī)r機(jī)將爆落的矸塊裝至礦車。煤運至煤倉后，將矸石翻至矸倉或直接上井，實現(xiàn)煤矸分離。

1)優(yōu)點。a)設(shè)備易于檢修，僅需班內(nèi)檢修半小時，事故率低。b)對于巷道坡度、斷面沒有要求。

2)缺點。a)出煤(矸)效率低，經(jīng)統(tǒng)計出煤時間為39 min，出矸時間為31 min，共計70 min。b)煤矸分離不徹底。c)臨時支護(hù)困難，采用單體液壓支柱，費時費工。

2.4.3方案3

采用爆破法掘進(jìn)，ZWY-150/75L型裝巖機(jī)出矸，原理同方案2。

1)優(yōu)點。a)出煤(矸)效率高，根據(jù)統(tǒng)計，每爆破1 m，出煤(矸)時間共計44 min。b)爬坡能力較強(qiáng)，最大爬坡能力為36°。c)設(shè)備較容易檢修，僅需班內(nèi)檢修1 h。d)對煤矸分離效率高且效果好。

2)缺點。a)對專職司機(jī)素質(zhì)水平要求較高，培養(yǎng)一名合格的司機(jī)往往需要1年以上時間。b)巷道斷面寬度低于2.6 m不適用。c)臨時支護(hù)困難，需采用單體液壓柱，費時費工。

2.4.4采取方案

由于23022進(jìn)料橫川巷道煤層底板為泥巖(灰黑色，以均勻?qū)永頌橹?，含豐富的植物化石)，且最大坡度為8°38′45″，使用EBJ-120TP型機(jī)組能夠滿足對巖層的切割能力，且?guī)r層對機(jī)組切割系統(tǒng)、出煤系統(tǒng)影響不大，故該巷道采取方案1。

對于巷道底板較硬，巷道面積較小，坡度較陡的巷道，方案2為最佳選擇。根據(jù)經(jīng)驗及統(tǒng)計，方案3的適用性較廣，且綜合能力強(qiáng)，適用于大部分半煤巖巷道。

3 結(jié)束語

半煤巖巷實現(xiàn)煤矸分離的辦法可以總結(jié)為“分層掘進(jìn)，分裝分運”。實現(xiàn)“煤矸分離”的要點是將前期的準(zhǔn)備工程做好。半煤巖巷內(nèi)的抬高距離可根據(jù)礦車高度確定，巷道掘進(jìn)工藝選擇炮掘或機(jī)掘可根據(jù)巖性及巷道坡度來決定。該方案不僅能解決“煤矸分離”的難題，而且能為煤礦企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟(jì)效益。

參 考 文 獻(xiàn)

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[3]侯社偉，谷松山.半煤巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)及合理支護(hù)參數(shù)的研究[J].中州煤炭，2012(11)：20-23.