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        回采巷道橫川拐彎掘進(jìn)施工工藝應(yīng)用

        2020-12-29 16:26:38王衛(wèi)衛(wèi)
        山東煤炭科技 2020年3期
        關(guān)鍵詞:作業(yè)施工

        王衛(wèi)衛(wèi)

        (山西長平煤業(yè)有限責(zé)任公司,山西 晉城 048000)

        建設(shè)高產(chǎn)高效礦井,必須合理安排礦井采掘銜接,工作面回采與巷道掘進(jìn)相協(xié)調(diào)。目前我國煤礦采煤工作面機(jī)械化程度在90%以上,掘進(jìn)機(jī)械化程度僅達(dá)到60%左右,有些甚至只有40%。掘進(jìn)工作面機(jī)械化程度低、掘進(jìn)效率低,是影響我國煤礦采掘銜接緊張的主要原因[1]。煤礦巷道在掘進(jìn)過程中常常遇到需要拐彎的情況,特別是回采巷道在掘進(jìn)過程中往往需要同步掘進(jìn)橫川,而拐彎施工前期由于沒有完善的機(jī)械化出煤系統(tǒng),需要采用人工清煤的出煤方式,導(dǎo)致作業(yè)人員勞動強(qiáng)度大,作業(yè)時間長,掘進(jìn)效率低。探索橫川拐彎掘進(jìn)施工新工藝,提高橫川掘進(jìn)效率,對緩解礦井采掘銜接緊張具有重要意義。多位技術(shù)專家結(jié)合各自礦井具體條件,研究了相應(yīng)的巷道拐彎掘進(jìn)施工工藝,取得了一定的應(yīng)用效果[2-5]。

        1 概況

        長平礦主采3號煤層,煤層強(qiáng)度低,節(jié)理、裂隙發(fā)育,煤層f<2,平均厚度為5.75m,煤層傾角0°~12°,平均4°,煤層埋深在450~600m之間。煤層直接頂板為泥巖,厚度3.30m,黑色,薄層狀,水平裂隙發(fā)育,層面上見云母及植物化石碎片;基本頂為粉砂巖,厚度約4.40m,灰黑色,薄層狀,波狀層理,層理面見云母碎片,與灰色薄層細(xì)砂粒巖互層;直接底為泥巖,厚度0.67m,黑色,薄層狀,水平裂隙發(fā)育,層面上見云母及植物化石碎片;基本底為粉砂巖,厚度2.09m,灰黑色,薄層狀,波狀層理,層理面見云母碎片,與灰色薄層細(xì)砂粒巖互層。

        3#煤四盤區(qū)工作面巷道設(shè)計為雙巷布置,巷道沿煤層頂板布置掘進(jìn)作業(yè)。為了滿足巷道通風(fēng)需要,巷道每隔80m設(shè)計施工1個通風(fēng)橫川。巷道間通風(fēng)橫川設(shè)計凈長度55m(幫對幫),寬5m,高4m,斷面20m2,錨桿(索)支護(hù)排距為1m。在巷道掘進(jìn)到設(shè)計橫川位置時,即進(jìn)行橫穿拐彎掘進(jìn)施工。采用以往的橫川拐彎施工工藝,掘進(jìn)一個60m橫川需要11d時間,且需要人工出煤,作業(yè)人員勞動強(qiáng)度大,勞動效率低,嚴(yán)重影響采掘銜接。因此,引入了ZCY60R側(cè)卸式裝巖機(jī),助力回采巷道橫川掘進(jìn)施工。

        2 傳統(tǒng)技術(shù)工藝及存在問題

        2.1 傳統(tǒng)工藝

        長平礦采用“三八”制作業(yè)模式,即兩班生產(chǎn),一班檢修。早班為檢修時間,中班、夜班為生產(chǎn)時間,生產(chǎn)班正規(guī)循環(huán)作業(yè)4m/班。以往回采巷道橫川施工工藝為:在回采巷道掘進(jìn)至橫川設(shè)計位置時,采用EBZ150A綜掘機(jī)進(jìn)行橫川掘進(jìn)施工。

        前四天做開口準(zhǔn)備,采用機(jī)組割煤,并進(jìn)行巷口5m×5m抹角施工,采用人工出煤,四天累計進(jìn)尺11m。機(jī)組完全進(jìn)入橫川后,第五天檢修班安裝工作面40T溜子,中班正常割煤,第五天和第六天由于未安裝轉(zhuǎn)載機(jī),仍采用人工清煤,每天正常割煤4m,第六天結(jié)束后累計進(jìn)入橫川19m。第七天早班檢修班安裝轉(zhuǎn)載機(jī),中班、夜班正常組織生產(chǎn),直至第十天結(jié)束,每天保證8m進(jìn)尺,累計進(jìn)入橫川51m。第十一天中班正常組織生產(chǎn),夜班貫通,開始退機(jī),進(jìn)行橫川貫通后的收尾作業(yè)。

        2.2 存在問題

        在橫川掘進(jìn)施工前六天,由于橫川掘進(jìn)出煤系統(tǒng)不完善,需要采用人工進(jìn)行清煤和出煤工作,作業(yè)人員勞動強(qiáng)度大,作業(yè)效率極低,前六天累計進(jìn)尺僅有19m,制約礦井采掘銜接安排。

        橫川拐彎施工前期,沒有完善的“轉(zhuǎn)載機(jī)+溜子”出煤系統(tǒng),沒有建立機(jī)械化出煤系統(tǒng)是導(dǎo)致巷道橫川掘進(jìn)施工效率低的主要原因。因此,必須引入機(jī)械化出煤設(shè)備,提高橫川拐彎施工效率。

        3 機(jī)械化出煤工藝應(yīng)用

        3.1 機(jī)械化出煤工藝

        采用ZCY60R側(cè)卸式裝巖機(jī)代替人工進(jìn)行清煤和出煤。新工藝橫川拐彎前三天采用機(jī)組割煤(帶抹5m×5m角)、ZCY60R側(cè)卸式裝巖機(jī)進(jìn)行清煤的方式進(jìn)行出煤,第四天安裝40T溜子,第六天機(jī)組安裝轉(zhuǎn)載機(jī)使用二運(yùn)進(jìn)行出煤進(jìn)入正規(guī)循環(huán)作業(yè)。具體方法如下:

        (1)第一天:早班檢修班拆除轉(zhuǎn)載機(jī),在正巷皮帶機(jī)尾安裝40T溜子一部,將側(cè)卸式裝巖機(jī)開至機(jī)組后(40T溜子旁),為中班開口做準(zhǔn)備,提前施工鎖口錨索,拆除網(wǎng)片,將供電系統(tǒng)、風(fēng)筒、風(fēng)水軟管、激光、設(shè)備等移至橫川開口處;中班,橫川開口期間和抹角(5m×5m)同步進(jìn)行,機(jī)組斜割開口,割2通排;夜班繼續(xù)割2通排,第一天共計拐進(jìn)橫川4m。

        (2)第二天、第三天:中班、夜班正常組織生產(chǎn),每班割2通排,第三天共計拐進(jìn)橫川12m。

        (3)第四天:早班檢修班安裝工作面40T溜子一部,未安裝轉(zhuǎn)載機(jī),側(cè)卸式裝巖機(jī)開至工作面溜子旁配合清煤,中班、夜班正常組織生產(chǎn),每天保證6m,第四天共計拐進(jìn)橫川18m。

        (4)第五天:中班、夜班正常組織生產(chǎn),每天保證6m,第五天共計拐進(jìn)橫川24m。

        (5)第六天:早班檢修班安裝轉(zhuǎn)載機(jī),中班、夜班正常組織生產(chǎn),每天保證8m,第六天共計拐進(jìn)橫川32m。

        (6)第七天、第八天:中班、夜班正常組織生產(chǎn),每天保證8m,第六天共計拐進(jìn)橫川48m。

        (7)第九天:中班正常組織生產(chǎn),夜班貫通,開始退機(jī),進(jìn)行橫川貫通后的收尾作業(yè)。

        3.2 應(yīng)用效果

        通過在長平礦四盤區(qū)4308工作面回采巷道掘進(jìn)過程中的成功應(yīng)用可知,采用ZCY60R側(cè)卸式裝巖機(jī)代替人工進(jìn)行清煤和出煤后,完成一個55m橫川施工,相比舊工藝可提前兩天完成掘進(jìn)施工作業(yè),施工效率提升18.2%,明顯降低了作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)了橫川掘進(jìn)施工機(jī)械化。分析可知,ZCY60R側(cè)卸式裝巖機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn):

        (1)在短距離運(yùn)輸中,ZCY60R側(cè)卸式裝巖機(jī)可以代替鏟車運(yùn)輸材料、備件、溜子備件、轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)件等較大型設(shè)備,大大節(jié)省工人勞動強(qiáng)度和體力,同時提高了工效。

        (2)由于ZCY60R側(cè)卸式裝巖機(jī)車身窄、長度短,靈活,機(jī)動性強(qiáng)??梢詫⒃O(shè)備運(yùn)至安裝地點(diǎn),且其在安裝過程中能代替吊鏈完成起吊;安裝機(jī)頭時能直接到位;在續(xù)接溜槽時,ZCY60R側(cè)卸式裝巖機(jī)可以更方便地將溜槽、大鏈運(yùn)至作業(yè)地點(diǎn),省去人工抬槽、拖大鏈的勞動強(qiáng)度;續(xù)接95mm2電纜時,能節(jié)省10個人工。

        (3)施工水倉底部、各類硐室、巷道內(nèi)底鼓區(qū)域清煤時,能大大節(jié)省人工清煤量,并節(jié)省清煤時間。

        (4)由于側(cè)翻車為履帶式,適應(yīng)在軟煤底板區(qū)域作業(yè)。

        4 結(jié)語

        3#煤回采工作面雙巷之間每隔80m需掘進(jìn)橫川,采用ZCY60R側(cè)卸式裝巖機(jī)代替人工進(jìn)行清煤和出煤,實(shí)現(xiàn)了橫川拐彎掘進(jìn)施工的全程機(jī)械化,可以極大降低作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度,提高橫川拐彎施工的施工效率,減少了回采巷道掘進(jìn)時間,有效緩解礦井采掘銜接緊張局面。

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