劉海云

（汾西礦業(yè)水峪煤業(yè)， 山西 孝義 032300）

1 工作面概況

需要開采的煤巷，北面為5201已采工作面，南邊為李家村大斷層，西側(cè)為采區(qū)南軌道大巷，東側(cè)靠近下山膠帶大巷及軌道巷。采區(qū)開掘的為沁水盆地9號(hào)煤層，該煤層位于二疊系山西組巖層中，沉積類型為陸相湖泊型。煤層厚度在7m左右，且煤厚分布均勻，整個(gè)煤層含有矸石層4層。在巷道掘進(jìn)的初期，采用的掘進(jìn)機(jī)類別為EBZ150型掘進(jìn)機(jī)，同時(shí)掘進(jìn)過(guò)程中配套使用氣動(dòng)鉆機(jī)進(jìn)行錨桿的支護(hù)工作。但當(dāng)煤巖巷道掘進(jìn)至1 150m位置時(shí)，巷道掘進(jìn)工作進(jìn)入巖巷掘進(jìn)階段，巖巷長(zhǎng)度約為350m。煤巷的掘進(jìn)過(guò)程中兩個(gè)斷層逐漸顯露，且巷道南側(cè)平行存在大斷層，斷層高度差約為50m，與已采巷道之間形成約為75°的夾角。此外，通過(guò)GPS技術(shù)發(fā)現(xiàn)巷道邊緣仍然存在正斷層，且斷層高度差約為5m，與巷道之間的夾角約為70°。由此可知，巷道的掘進(jìn)工作由煤巷掘進(jìn)轉(zhuǎn)至半煤巖巷掘進(jìn)，根據(jù)地質(zhì)勘探結(jié)果，巷道圍巖的主要類型為堅(jiān)硬的砂質(zhì)泥巖，硬度系數(shù)在5～7之間，對(duì)于掘進(jìn)機(jī)及配套錨桿的要求較高。

2 掘進(jìn)機(jī)及其配套設(shè)備

2.1 EBZ260型掘進(jìn)機(jī)

EBZ260型掘進(jìn)機(jī)主要包含液壓系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、水系統(tǒng)、本體部、截割部、行走部、鏟板部、后支撐部。

2.1.1 適用范圍

此掘進(jìn)機(jī)主要適用于節(jié)理發(fā)育的煤巷、巖巷的掘進(jìn)及主煤巖節(jié)理不發(fā)育的煤巖巷道類型[2]。掘進(jìn)機(jī)通過(guò)第二運(yùn)輸機(jī)與膠帶運(yùn)輸機(jī)、梭車及自卸車實(shí)現(xiàn)配套合作，共同完成巷道的掘進(jìn)及運(yùn)輸工作。EBZ260型掘進(jìn)機(jī)最大截割深度可達(dá)5m，可以截割巖石強(qiáng)度在85MPa以下的巖層，適合在坡度小于18°的情況下開展相關(guān)工作。

2.1.2 主要特性

EBZ260型掘進(jìn)機(jī)的截割頭類型D100型高強(qiáng)度截割頭，截割能力強(qiáng)，截割效果好。同時(shí)，此掘進(jìn)機(jī)的全部操作程序都集中于操作臺(tái)，配套設(shè)置了工作臺(tái)。操作臺(tái)內(nèi)包含液壓及機(jī)械控制儀表，并且都分布在司機(jī)能夠獨(dú)立操作的空間范圍內(nèi)。操作空間內(nèi)工人的視野比較開闊，各項(xiàng)操作較為簡(jiǎn)單，安全系數(shù)高，能夠有效實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)高效作業(yè)。

2.2 CMM2型液壓鉆桿車

CMM2型液壓鉆桿車主要包括液壓系、操作系統(tǒng)、前部支撐、鉆臂、機(jī)體部、前鏟板部及前后推進(jìn)器等。

2.2.1 適用范圍

CMM2型液壓錨桿鉆車能夠在實(shí)現(xiàn)頂幫支護(hù)、打炮眼及探測(cè)孔的同時(shí)實(shí)現(xiàn)巷道掘進(jìn)工作面的支護(hù)。它適用于巷道高度在2.5～4.1m情況下的巷道支護(hù)，支護(hù)寬度在4.5～5.3m之間，適合在坡度小于15°的情況下開展相關(guān)工作。

2.2.2 主要特性

CMM2型液壓錨桿鉆車具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、安排合理及緊湊、剛性好等特點(diǎn)；整個(gè)系統(tǒng)采用液壓進(jìn)行控制，方便工人操作；設(shè)備行走部驅(qū)動(dòng)方式為馬達(dá)驅(qū)動(dòng)；多臺(tái)錨桿鉆機(jī)之間是獨(dú)立的關(guān)系，工作期間互不影響，同時(shí)工作效率較高；整個(gè)系統(tǒng)占地空間小，運(yùn)輸方便；在設(shè)備上包含前部支撐結(jié)構(gòu)，能夠有效保證作業(yè)人員的安全；設(shè)備工作效率高，運(yùn)行安全，易于維護(hù)。

2.3 濕式風(fēng)幕除塵系統(tǒng)

此風(fēng)幕除塵系統(tǒng)主要包含抽出式對(duì)流風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)輪小車、除塵器小車及除塵器、連接部五部分，其結(jié)構(gòu)組成如下頁(yè)圖1所示。

2.3.1 工作原理

此除塵系統(tǒng)主要是將粉塵由一種氣流轉(zhuǎn)移至另一種氣流中，利用水及粉塵之間的相互作用，經(jīng)過(guò)濕式風(fēng)幕將粉塵及氣流進(jìn)行分離，最終實(shí)現(xiàn)降塵的目的。

圖1 風(fēng)幕除塵系統(tǒng)組成

2.3.2 適用范圍

此裝置適用于礦井粉塵較為集中的作業(yè)區(qū)域，可以將粉塵含量較高空氣及時(shí)凈化，同時(shí)消除混合氣體中的有毒有害成分，符合現(xiàn)階段煤礦的生產(chǎn)需求，在保證掘進(jìn)自動(dòng)化操作的同時(shí)滿足監(jiān)控可見度的要求。具有除塵率高、噪音小、風(fēng)量大等特點(diǎn)。

3 巷道掘進(jìn)施工工藝

3.1 掘進(jìn)機(jī)工藝順序

破碎巖石—掘進(jìn)機(jī)回撤—敲幫問頂—錨桿鉆車進(jìn)入工作面—進(jìn)行巷道的支護(hù)工作（臨時(shí)支護(hù)、鋪網(wǎng)、打錨桿）—液壓鉆車退出工作面—掘進(jìn)工作驗(yàn)收—下一次循環(huán)作業(yè)。巷道掘進(jìn)完畢后，將整個(gè)機(jī)組退出，進(jìn)行后續(xù)的掘進(jìn)機(jī)回采工作。

3.2 掘進(jìn)機(jī)改進(jìn)

EBZ260型掘進(jìn)機(jī)可以智能地遙控截割頭及整個(gè)截割部的作業(yè)程序。通過(guò)對(duì)截齒的排列進(jìn)行優(yōu)化后，設(shè)備的單軸抗壓能力增強(qiáng)，破巖能力增強(qiáng)。對(duì)于裝巖及破巖操作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化流程，有效減少工人作業(yè)強(qiáng)度，優(yōu)化了作業(yè)環(huán)境條件。

3.3 掘進(jìn)后支護(hù)工藝

巷道開始掘進(jìn)后，首先應(yīng)當(dāng)對(duì)巷道進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，主要支護(hù)方法為利用錨桿鉆車前端的支護(hù)裝置及時(shí)支護(hù)頂板，在臨時(shí)支護(hù)的前提下進(jìn)行鋪?lái)斁W(wǎng)、打錨桿等永久支護(hù)操作。

3.3.1 頂錨桿安裝順序

兩臺(tái)鉆車同時(shí)安裝頂錨桿，其中，左側(cè)鉆車的前鉆負(fù)責(zé)打設(shè)位于鉆車左側(cè)的四根錨桿，右側(cè)鉆車的前鉆負(fù)責(zé)打設(shè)位于鉆車右側(cè)的三根錨桿。同時(shí)，左側(cè)和右側(cè)鉆車前鉆分別先打左邊和右邊的第二根錨桿，其次右側(cè)鉆車打右邊頂角錨桿，左側(cè)鉆車打左邊第四根，右側(cè)鉆車打右邊第三根，左側(cè)鉆車打設(shè)左邊的頂角錨桿，最后由左側(cè)鉆車完成左邊第三根錨桿打設(shè)。重復(fù)以上操作，直至完成全部錨桿安裝。

3.3.2 幫錨桿安裝順序

左側(cè)鉆車及右側(cè)鉆車的后鉆分別打設(shè)位于左側(cè)幫和右側(cè)幫的錨桿。左右兩臺(tái)鉆車在同時(shí)進(jìn)行幫錨桿的打設(shè)工作時(shí)，分別按照自上而下的順序進(jìn)行打設(shè)。由于幫錨桿是通過(guò)后鉆完成相關(guān)工作的，因此，在巷道兩幫層理發(fā)育不明顯及兩幫無(wú)片幫、節(jié)理發(fā)育不明顯時(shí)，幫錨桿的最大控制距離為5.6m，最小控制距離為4.2m。當(dāng)兩幫存在嚴(yán)重片幫及節(jié)理層理發(fā)育較嚴(yán)重時(shí)，可以采用氣腿式的方法打設(shè)幫錨桿，同時(shí)，在退出打鉆時(shí)，需要用該方法及時(shí)完成鉆孔的相關(guān)打設(shè)工作。

4 結(jié)論

1）EBZ260型掘進(jìn)機(jī)用于開掘350m的巖石巷道取得了較好的工程效果，證明了EBZ260型掘進(jìn)機(jī)采掘具有安全系數(shù)高、掘進(jìn)效率高、操作程序簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

2）CMM2型液壓錨桿鉆車有效提高了錨桿的鉆打效率，改進(jìn)之后的平均進(jìn)尺量可達(dá)12m/d，有效提高了鉆采效率。