楊 鑫

（晉煤集團寺河礦， 山西 晉城 048205）

1 工程概況

寺河礦東+325水平的西回風大巷從東井區(qū)西膠帶輸送機、西回風大巷2號橫川處向北掘進至K6灰?guī)r層頂板（5號煤上方1.2 m左右），再沿K6灰?guī)r層頂板向北掘進1750 m，再向東掘進，確保距離3號煤層大于5 m。在爆破施工巷道開口的30 m范圍內(nèi)，使用EBZ260A懸臂式巖石掘進機全斷面一次掘進成巷推進。

1.1 巷道技術(shù)特征

巷道掘進寬度為5.3 m，掘進高度為3.85 m，掘進斷面為17.38 m2。巷道采用錨網(wǎng)索噴聯(lián)合支護，錨桿間排距為1 m×1 m，選用Φ22-M24-2400高強螺紋鋼樹脂錨桿，頂錨桿（拱基線以上）每排8根，幫錨桿（拱基線及拱基線以下）每排4根，起錨高度為800 mm；錨索排距為2 m，間距為2 m，矩形布置（一排2根），均布置在拱基線以上，選用Φ22-5300鋼絞線錨索。

1.2 施工技術(shù)與方法

巷道開口的30 m范圍采用全斷面一次起爆掘進，挖掘機配合人工出矸，矸石經(jīng)SGW-40T型刮板輸送機和DSP-1080/1000皮帶運出；采用MQT-85J-33型單體風動型錨桿機支護頂部錨桿和錨索，巷幫采用7655型鑿巖機打眼，采用MQB-35手持式風動鉆機錨固的方式完成錨桿支護工作，采用錨桿力矩扳手MC-750型或LDZ-400錨桿拉力計對錨桿進行安裝質(zhì)量檢測。掘進循環(huán)進度為2 m，最大控頂距為2.5 m，最小控頂距為0.5 m。

開口后的巷道采用EBZ260A懸臂式掘進機全斷面一次性掘進施工，矸石由刮板輸送機轉(zhuǎn)運至帶式輸送機運輸出井。巷道頂部錨桿（索）支護由MQT-130/32型氣動錨鉆機施工，巷幫錨桿支護由風鉆施工。掘進過程中的循環(huán)進度為2.4 m，由激光指向儀控制巷道中腰線[1]。

2 巷道掘進施工作業(yè)

2.1 炮掘施工作業(yè)

采用風鉆打放炮鉆孔時必須校驗中腰線，按炮眼布置圖標出炮眼位置，并全斷面施工所有鉆孔。炮眼布置如圖1所示。

圖1 炮眼布置示意圖（mm）

爆破選用Ф35 mm三級煤礦許用乳化炸藥和毫秒延期電雷管，裝藥前必須用壓風將炮眼內(nèi)的泥水、粉塵吹干凈，起爆前必須嚴格按照警戒圖設(shè)置警戒。采用正向裝藥，藥卷要落到眼底，封泥使用水炮泥和不可燃的黏土材料。放炮后，至少等15 min至工作面的炮煙吹散，確定安全后人員方可進入工作面[2]。

2.2 機掘施工作業(yè)

畫好巷道輪廓線后方可開始掘進截割，根據(jù)巖石的硬度等性質(zhì)調(diào)整截割深度，從巷道底部開始依次向上掘進至巷道頂板輪廓線，最后截割頭從下向上修幫使巷道滿足設(shè)計形狀尺寸要求[3]。

EBZ260A掘進機的一次掘進深度為600 mm，即一個循環(huán)可截割0.6 m，規(guī)定每班完成4個循環(huán)，三班作業(yè)制，兩班生產(chǎn)，一班檢修。當掘進機截割達到循環(huán)進度后，調(diào)機到巷道中間位置，升起臨時支護并緊貼頂板的拱形部分。當臨時支護與圍巖之間有間隙時，使用模板貼緊背實，并安排專人觀測、敲幫問頂。施工人員使用長柄工具去除活矸，避開挑落矸石的下落軌跡，防止矸石掉落傷人。EBZ260A掘進機臨時支護示意圖如圖2所示。

圖2 EBZ260A掘進機臨時支護示意圖

3 巷道掘進層位選擇及配套系統(tǒng)

3.1 巷道掘進層位選擇

通過對EBZ260A巖石掘進機施工現(xiàn)場工作性能的不斷探索，總結(jié)出巷道機掘?qū)游贿x擇的依據(jù)。

1）當掘進巷道為堅固性系數(shù)f＜4的不堅硬巖石（包括煤巷）時，因巖石掘進機自身質(zhì)量達到92 t，加上第二部運輸機架質(zhì)量，在切割循環(huán)行走時，經(jīng)常出現(xiàn)機組被陷，導致行走不力，排除困難花費時間太長。通過對每天掘進進尺的研究分析得出結(jié)論，巷道底板層位選在巖石堅固性系數(shù)為4＜f＜6的巖體中為最優(yōu)，巷道切割層位選在堅固性系數(shù)為4≤f≤6的巖體中最佳，切割層位選在堅固性系數(shù)為6≤f≤8的巖體中進度效果次之。

2）當掘進巷道為堅固性系數(shù)f＞8的堅硬巖石時，因巖石硬度過大，機組在切割過程中截割頭磨損加劇，尤其對鎬形截齒和齒座的磨損消耗最大，截割部機械故障率增大[4]；同時使得機組切割的矸石較細，產(chǎn)生的粉末多，造成巷道巖塵增加。

3）巖石硬度過大導致機組切割行進過程中阻力增大，同等條件下，機組在堅硬巖石（f＞8）中掘進進尺相當于中等堅固巖石（4＜f＜6）掘進進尺的35%。巖石硬度過大必然導致掘進速度下降，不能滿足快速掘進的需要。

4）施工巷道布置在3號煤層以上，根據(jù)晉煤集團相關(guān)規(guī)定巷道底板距離3號煤層頂板保護巖柱應確保不小于10 m的安全掘進距離，施工過程中始終保持12 m以上的正常掘進距離。

5）通過對機掘?qū)游坏姆治?，要確定EBZ260A巖石掘進機最適合層位，就需要對前方未知巷道圍巖進行探測和分析。措施如下：首先通過查閱設(shè)計圖紙資料獲取巷道相關(guān)的巖性、煤層底板等高線、地質(zhì)柱狀、巷道坡度、地層含水等詳細信息選擇適合層位；其次通過對已掘相鄰巷道巖層、瓦斯地質(zhì)資料的分析比較選擇適合層位；最后通過在巷道正前方施工超前探孔，在巷道底板施工豎直向下探煤孔，在巷道前方頂板施工探孔等方式取得探孔第一手資料，再繪制巷道地質(zhì)預想圖和地層柱狀圖，從而確定巷道走向合理層位。

3.2 巷道掘進配套系統(tǒng)

機掘巷道最大、最小控頂距依據(jù)循環(huán)進度和錨桿支護參數(shù)確定[5]，現(xiàn)階段在寺河礦相同斷面機掘巷道中普遍采用風錘氣腿反登金屬網(wǎng)片進行臨時支護，規(guī)定最小控頂距為500 mm，最高循環(huán)進度不超過2000 mm，故采用風錘氣腿反登式臨時支護最大控頂距為2500 mm。為了提高機組單進水平，改變最大控頂距，必須從改進臨時支護方式、增大臨時支護支撐力兩方面著手。

通過對EBZ260A巖石掘進機運用過程問題及意見的搜集再反饋回廠家，并通過市場調(diào)查，項目部購置與EBZ260A巖石掘進機配套的機載臨時支護裝置。該臨時支護裝置的運用縮短了支護時間，凸顯了支護效果，保證了作業(yè)人員的安全，增加了機掘循環(huán)進度[6]。

4 結(jié)語

巖巷掘進是煤礦開采的重要環(huán)節(jié)，在確保安全的前提下如何提高巖巷掘進速度是煤礦采掘亟待解決的問題。通過對EBZ260A掘進機組及配套系統(tǒng)優(yōu)化、人員合理組織、機組維護維保進行探索，可以達到巖巷快速掘進的目的。

[1]李世斌.陽煤五礦動壓巷道測量技術(shù)方案和管理方法研究[J].山東煤炭科技，2017（7）：51-53.

[2]李根.煤礦井巷掘進中深孔爆破智能庫設(shè)計[D].淮南：安徽理工大學，2011.

[3]張帥.大斷面巖巷的快速施工[J].能源與節(jié)能，2014（5）：157-158.

[4]解淇凱.礦用鎬形截齒的磨損失效分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[D].淮南：安徽理工大學，2014.

[5]李峰.提高半煤巖巷道掘進效率的方法實踐[J].山東煤炭科技，2017（7）：37-38.

[6]張祖恒.機載快速支護裝置開發(fā)研制[J].煤，2012，21（1）：22-23.