張曉東

摘 要：煤礦設(shè)備的現(xiàn)代化關(guān)系到礦井建設(shè)的產(chǎn)能與效率，掘進機的應(yīng)用與快速發(fā)展使得煤礦巷道快速掘進得以實現(xiàn)。本文將論述如何使用新型掘進設(shè)備、新施工工藝，結(jié)合神華集團寧煤烏蘭礦對佳煤機公司的EBZ160型掘進機的應(yīng)用，對掘進機施工技術(shù)進行了可行性分析和深入研究，得到了很好的社會經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：掘進機使用；產(chǎn)能分析；效益分析

中圖分類號：TD421 文獻標(biāo)識碼：A

一、烏蘭礦概況

烏蘭煤礦于1983年建成投產(chǎn)，年設(shè)計產(chǎn)能為90萬t/a，設(shè)計使用年限70年，2009年生產(chǎn)能力確定為130萬t/a，當(dāng)年產(chǎn)量137.5萬t，礦井開采方式為斜井、平均坡度10-12度，需要穿多個石門。主要采煤方法采用房柱采煤法并結(jié)合長壁式采煤法采掘，施工工藝為普采，房柱支撐法處理采空地區(qū)。

烏蘭礦煤田含煤豐富，共分十二層，可供開采的煤層有五層，即二、四、六、八、十一層，合計厚度為13.5m，大部分煤層都含有煤矸石，煤矸石厚度為0.12—0.33m。

第四層煤平均厚度1.5m，頂板為花崗巖，均厚0.3-0.4m.f=6；底板為頁巖，均厚4.2m，f=2—5。

第八層煤平均厚度1.7m，頂板為粗砂巖，厚2.3-12.5m，平均6.2m，f=2—5，底板為頁巖，均厚0.5—2.2m，f=2—5。

現(xiàn)在烏蘭煤礦的南四、北二、北三及北四采區(qū)的四層、六層、十一層煤都沒有回采，其中四層煤還有儲量552.1萬t，可供采量421.9萬 t；六層煤還有儲量752.4萬t，可供采量612.3萬；十一層煤還有儲量852.4萬t，可供采量775.3萬t。

二、對烏蘭礦的現(xiàn)有條件分析

1目前巷道施工工藝存在的弊端

烏蘭煤礦目前巷道施工都是鉆孔爆破方法，六層和八層煤巷道都是由煤和巖石組成的，第六層巖石硬度系數(shù)f=2～5，采用鉆孔爆破方法施工，錨桿與錨索交替支護，作業(yè)面應(yīng)用YT-24～28式鑿巖機和P-17型扒裝機，運輸采用6-7輛絞車，人工打錨桿、人工支護和人工推車，成本高、效率低、安全性不好。

2統(tǒng)計分析

打眼放炮的缺陷：

①每班工作掘進3.3m，效率不符合工程進度要求。

②放炮對巖石破壞性大，巷道支護安全欠佳，支護質(zhì)量得不到保證；

③放炮對巷道形狀控制力差；

3分析結(jié)果

目前炮掘施工工藝繁雜、使用人多、強度大、效率低、運輸不變、安全性不好；進尺和巷道成型質(zhì)量得不到保證。

三、應(yīng)用的對策及解決方案

1掘進機的選型

在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上引進了佳煤機EBZ160型綜合掘進機，這種掘進機結(jié)構(gòu)緊湊，適應(yīng)性好，重心低，機身矮，維修方便，操作簡單。該機可經(jīng)濟切割單向抗壓強度≤70MPa的巖煤，可掘最大寬度（定位時）5m、最大高度3.8m任意斷面形狀的巷道；適用于斷面7～18m2、坡度±160度的煤巷、半煤巖巷的掘進。該機隨機配備第二運輸設(shè)備采用橋式皮帶轉(zhuǎn)載機和皮帶運輸機，可進行連續(xù)運輸，有利于提高掘進機使用效率。

2巷道布局

烏蘭煤礦內(nèi)各個采區(qū)劃分若干區(qū)段，巷道施工均和采區(qū)運輸上下山相連接，頂板沿煤層順槽走向。掘進機施工巷道內(nèi)敷設(shè)軌道并安裝皮帶輸送機，切割物料由皮帶輸送機運至主井煤倉，整個過程構(gòu)成主運輸系統(tǒng)，物料和設(shè)備可由軌道運送。

3支護方案

頂板采用鋼筋網(wǎng)、金屬錨桿和“W”型鋼帶網(wǎng)作長期支護，布置錨桿采用一排5根，錨桿間距為0.9m，前后排距0.9m，頂板靠邊的兩排錨桿距離上幫0.25m，而且和頂板形成76度夾角，頂板內(nèi)側(cè)的三根錨桿等分布置，頂板和巖石層面與錨桿要垂直，用標(biāo)準(zhǔn)螺母外加鐵制托盤和頂板固定，當(dāng)錨桿的排距小于0.7m，前排錨桿和迎頭的距離應(yīng)不大于0.8m。巷道用鋼網(wǎng)帶做支護，總寬3.45m，高2.2m（巷道下幫）。

巷道掘進施工中，在斷層面、相交位置、壓力聚集和巷道拓寬的地方，宜應(yīng)用錨索加固支護，錨索布置在巷道中間位置，一側(cè)斷面三根，錨索間隔為1.8m、長為5m。

四、效益分析

（一）經(jīng)濟效益

1巷道支護成本

當(dāng)應(yīng)用炮掘方法施工時，錨網(wǎng)帶和錨桿支護頂板和側(cè)幫，巷道平均寬3m，材料消耗量為：冷扎鋼絲網(wǎng)1.3m2， 12.6根錨桿， W形狀的鋼帶2.1條，雷管19枚，TNT 7.2kg。 經(jīng)對比分析，掘進機施工巷道進尺一萬米支護節(jié)省成本7.12×10000=7.12（萬元）。

2工資成本和人工效率

（1）工資成本。員工月平均工資3200元、按22天工作日計算，日工資為3200÷22=145.5（元），則爆破法掘進與掘進機施工相對比，巷道施工一萬米可以節(jié)約工人開資（10000÷0.3-10000÷0.5）×145.5=197.5萬元。

（2）人工效率。應(yīng)用爆破法施工，每班進尺3m，單班需用工12-14人，平均13人，效率定額0.3m/工；應(yīng)用機械掘進，單班進尺4m，單班需用工7-9人，平均8人，效率定額0.5m/工。

3用電成本

（1）應(yīng)用爆破法施工，需要功率16kW的扒裝機一臺和總功率12×3=36kW的小絞車三臺，電費按0.5元/kW·h計算，施工一米巷道設(shè)備平均開機為2小時，則施工一萬米巷道需用電（16+36）×2×0.5×10000=52萬元。

（2）應(yīng)用機械掘進，EBZ160掘進機（截割功率160kW+油泵電機功率90 kW）和三臺皮帶運輸機（總功率30×2×3=180kW），施工一米巷道設(shè)備平均開機為40分鐘，電費按0.5元/kW·h計算，則施工一萬米巷道需用電（250+180）×40÷60×0.5×10000=140.33萬元。

（二）社會效益

1由于取消了放炮施工，對巷道圍巖的破壞減小，提高了巷道支護的安全度；

2工作面施工速度加快，工序得以簡化，勞動生產(chǎn)率提高。

五、應(yīng)用結(jié)論

采用佳煤機EBZ160型掘進機施工，不僅加快了巷道施工速度，提高了勞動生產(chǎn)率，有效解決了采場接續(xù)緊張的問題，確保礦井的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，同時還回避了因爆破導(dǎo)致巷道圍巖的損壞，煤層頂板完好，巷道無變形，極大地降低了頂板發(fā)生事故的概率，為煤礦安全生產(chǎn)提供了有利保障。

參考文獻

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