韓文元

摘 要：劉莊煤礦掘進作業(yè)仍采用“綜掘機掘進、單體臨時支護、拉移皮帶機尾延伸”等傳統(tǒng)工藝，礦井走“機械化換人、自動化減人”路線，引進并應用了快速掘進技術(shù)。應用效果表明，快速掘進技術(shù)具有安全高效、設備集約化自動化水平高的特點，掘進效率顯著提高。

關(guān)鍵詞：煤礦;快速掘進技術(shù);巷道;安全;高效

中圖分類號：TD263.2文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）12-0055-03

Application of Rapid Excavation Technology in Liuzhuang Coal

Mine's Belt Roadway

HAN Wenyuan

（Liuzhuang Coal Mine of ChinaCoal Xinji Energy Co.， Ltd.，F(xiàn)uyang Anhui 236234）

Abstract： The tunneling operation of Liuzhuang Coal Mine still adopts traditional techniques such as tunneling with comprehensive tunneling machine， temporary support of single unit， and extension of belt conveyor tail， and the mine takes the route of "mechanized substitution of personnel， automated reduction of personnel"， and introduces and applies rapid excavation technology. The application effect shows that the rapid excavation technology has the characteristics of safety， high efficiency， and high level of equipment intensive automation， and the excavation efficiency has been significantly improved.

Keywords： coal mine;rapid excavation technology;roadway;safety;high efficiency

近幾年，劉莊煤礦單進水平有所提升，但掘進作業(yè)仍采用“綜掘機掘進、單體臨時支護、拉移皮帶機尾延伸”等傳統(tǒng)工藝，綜掘煤巷單進水平仍停留在200～220 m/（個·月），造成礦井生產(chǎn)接替相對緊張，不能滿足礦井高質(zhì)量發(fā)展需求。其間也采取了種種提高單進水平的措施，如引進液壓錨索鉆車、臥底機等，但都未取得實質(zhì)性突破。鑒于此，劉莊煤礦引進快速掘進線設備，并在劉莊礦膠帶順槽開始實施新方案。

1 工程概況

150802膠帶順槽主要用于工作面的通風、運輸和行人等。150802膠帶順槽設計長度為1 659.801 m（平距），并以12°傾角上山施工44.096 m。

老頂主要組成為細砂巖，厚度為2.22～17.16 m，均厚為7.74 m;直接頂為砂質(zhì)泥巖，厚度為1.19～9.03 m，均厚為4.64 m;直接底為泥巖，厚度為0.79～7.44 m，均厚為3.01 m;底板粉砂巖均厚為4.35 m，頂部7-2煤局部發(fā)育，厚度為0.00～1.03 m，均厚為0.53 m。

本工作面8煤層上距151101、151102采空區(qū)的間距為76.99～84.12 m。本工作面下距6-1煤層的平均間距為21.4 m，其間巖性以粉、細砂巖為主。8煤底板下12.7 m左右發(fā)育一層厚約6.54 m的細砂巖（局部為石英砂巖），致密堅硬，裂隙發(fā)育。

2 快速掘進線組成

應用的快速掘進的配套方式為“EBZ220M型掘錨機+帶式轉(zhuǎn)載機+DWZY1000-1200（A）邁步式自移機尾”，如圖1所示，其技術(shù)參數(shù)如表1所示[1]。EBZ220M型掘錨機進行掘進、臨時支護以及錨桿（錨索）支護，帶式轉(zhuǎn)載機出貨，自移機尾延伸皮帶機。出貨順序為：雙錨掘進機→帶式轉(zhuǎn)載機→自移機尾[2]。

3 快速掘進技術(shù)作業(yè)方式

3.1 施工工藝及流程

3.1.1 施工工藝。劉莊煤礦采用雙錨掘進機掘進、支護拱部及幫部錨桿，帶式轉(zhuǎn)載機及皮帶機出貨，風鎬、手鎬和風煤鉆、錨索機輔助作業(yè)[3]。施工時先延伸皮帶機，然后按照規(guī)定的空頂距將迎頭掘進2.8～3.8 m高，掘進機后退至支護完好的頂板下方，使用機載臨時支護裝置對迎頭進行臨時支護。

臨時支護完成后，將掘進機停電閉鎖，啟動掘進機兩側(cè)鉆機，進行錨桿支護，打錨桿按照先頂后幫、從中間向兩幫的順序逐根施工[4]。迎頭后方的幫部、腳丫錨桿及拱部錨索支護可與上述工序同時進行，但作業(yè)人員必須注意前方并不得走入警戒線內(nèi)，防止片幫掉煤（矸）及附近機械運動傷人。

3.1.2 工藝流程。一是快速掘進線工藝流程，二是鉆機施工錨桿（索）工藝流程。

3.1.2.1 快速掘進線工藝流程。安全檢查→鏟底出貨、自移機尾延伸皮帶機→掘進機掘進、出貨→掘進機臨時支護→頂部錨桿支護（后方錨索支護同步進行）→幫部錨桿支護（巷中兩側(cè)同時施工、后方錨索支護同步進行）→進行下一循環(huán)（安全檢查貫穿作業(yè)全過程）[5]。

3.1.2.2 鉆機施工錨桿（索）工藝流程。錨索施工工藝如下：安全檢查→定錨索孔位置→鉆機伸出并調(diào)整角度→鉆機鉆眼→裝錨固劑藥→安裝、攪拌錨索→用錨索漲拉儀將錨索預緊到設計要求→安裝二次保護套[6]。

錨桿施工工藝如下：安全檢查→定錨桿孔位置→鉆機伸出并調(diào)整角度→鉆機鉆眼→裝錨固劑藥→安裝、攪拌錨桿→將錨桿螺帽扭矩力緊固到設計要求。

3.2 施工工序流程

為確?，F(xiàn)場按照正規(guī)循環(huán)施工，避免因工序混亂造成安全管理難度加大，快速掘進線各項工序需要按照以下流程進行。

一是確認施工區(qū)域頂幫支護完好→延皮帶機：設備停電閉鎖，清除浮貨;自移機尾拉移皮帶機;設備送電、試運轉(zhuǎn)。

二是運轉(zhuǎn)正常，投入使用→掘進機掘進、出貨、臨時支護：迎頭撤人、警戒;開啟掘進機噴霧;掘進機掘進、出貨;將掘進機倒至支護完好處;掘進機停止運轉(zhuǎn)、炮頭落地;撤除警戒。

三是升起臨時支護設備進行臨時支護→鉆機施工頂部、幫部錨桿：將切換開關(guān)切換至液壓鉆機位置并檢查，確保風水連接頭牢固可靠;將液壓鉆機前移至掘進機前方臨時支護下面;按照先粗調(diào)后微調(diào)的順序調(diào)整鉆機方向，找準錨桿鉆眼位置;打錨桿眼;裝錨固劑、錨桿，攪拌錨桿并緊固錨桿至設計扭矩;降下液壓鉆機;調(diào)整鉆機位置及角度，進行下一根錨桿施工;迎頭錨桿支護齊后，將液壓鉆機縮回至原始狀態(tài)，將切換開關(guān)切換至掘進機位置，做好下一循環(huán)施工準備[7]。

3.3 循環(huán)進尺

正常情況下，最大空頂距為2.2 m，循環(huán)進尺為1.8 m;頂板破碎時逐排施工，最大空頂距為1.3 m，循環(huán)進尺為0.9 m。

4 支護參數(shù)及工藝要求

當巷道頂板巖性趨于穩(wěn)定，以砂質(zhì)泥巖、細砂巖為主時，由分管礦領(lǐng)導組織職能科室召開專題技術(shù)會商現(xiàn)場會，在保證安全的前提下，通過頂板離層觀測數(shù)據(jù)綜合分析，對巷道支護參數(shù)進行動態(tài)調(diào)整優(yōu)化：錨桿間排距由800 mm×800 mm優(yōu)化為900 mm×900 mm;錨索間排距由1 600 mm×1 200 mm優(yōu)化為1 600 mm×1 800 mm，錨索長度由9 200 mm變更為7 200 mm;根據(jù)巷道服務年限和后期回采需要（煤厚3.8 m），巷道高度由原來的4 200 mm優(yōu)化為3 800 mm;合理調(diào)整錨索支護滯后迎頭距離，優(yōu)化后錨索集中在早班施工，減少生產(chǎn)進尺班工序時間影響，最大限度發(fā)揮掘錨一體機的功用，為快速掘進線項目提高單進水平奠定了良好基礎[8]。

當巷道施工至730 m時，原沿8煤頂板煤線掘進，斷面內(nèi)破夾矸厚度增加至2.2 m，且有增大趨勢，通過專題技術(shù)會商，劉莊煤礦果斷采取退后鏟底、托夾矸掘進方案，對頂板進行加固處理。頂板支護強度加大，雖然一定程度上放緩了掘進速度，但大大減少了巷道破矸量，增加了掘進工作面頂板管理安全系數(shù)，同時也保障了后期工作面回采安全和煤質(zhì)產(chǎn)量。

5 快速掘進線項目取得的效果

快速掘進線項目的實施實現(xiàn)了深井復雜地質(zhì)條件下煤巷的“掘、錨、支、運”一體化作業(yè)，同時大大提高了煤巷綜掘單進水平，主要體現(xiàn)為兩個方面。

5.1 單進水平顯著提升

自應用以來，快速掘進線項目現(xiàn)場實施效果明顯。單日最高進尺達23 m，其應用兩個月即實現(xiàn)月度進尺500 m以上。

5.2 現(xiàn)場作業(yè)安全高效

通過優(yōu)化掘進設備配套設施及工藝，劉莊煤礦分析了快速掘進設備的適應性，優(yōu)化生產(chǎn)組織方式，對比傳統(tǒng)掘進工藝，并收集、分析快速掘進線項目實施相關(guān)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場作業(yè)更為安全高效[9]。新工藝與傳統(tǒng)工藝的作業(yè)環(huán)節(jié)對比如表2所示。

6 結(jié)語

應用效果表明，快速掘進技術(shù)具有安全高效、設備集約化自動化水平高的特點。實際應用過程中，單日最高進尺達23 m，其應用兩個月即實現(xiàn)月度進尺500 m以上，掘進效率顯著提高。在鞏固現(xiàn)有快速掘進線單進提效成果的基礎上，劉莊煤礦結(jié)合巷道高、斷面大生產(chǎn)實際，不斷摸索、總結(jié)和提高，大膽嘗試，該技術(shù)的應用為下一步將快速掘進線設備與液壓錨索鉆車、臥底機配套使用奠定了設備基礎。礦井將繼續(xù)堅持走“機械化換人、自動化減人”路線不動搖，不斷提高礦井機械化水平，繼續(xù)推廣應用單軌吊運輸網(wǎng)絡化技術(shù)、皮帶機集控裝置、遠距離噴漿機等，通過減人提效，保證礦井安全高效。

參考文獻：

[1]譚海龍.胡底煤業(yè)3#煤層底抽巷快速掘進技術(shù)研究與應用[J].山東煤炭科技，2021（4）：64-66.

[2]李杰山.探究煤礦掘進工程快速施工技術(shù)[J].礦業(yè)裝備，2021（4）：190-191.

[3]張李鵬.煤礦巷道快速掘進影響因素分析與對策[J].當代化工研究，2021（4）：91-92.

[4]王力中，劉青松.EBH-315型綜掘機在煤礦快速掘進中的應用[J].陜西煤炭，2021（4）：157-159.

[5]朱丹，王景濤.巖巷快速施工技術(shù)在宏陽煤礦的應用研究[J].煤礦現(xiàn)代化，2021（3）：18-20.

[6]張森波.探究煤礦快速掘進技術(shù)影響因素[J].礦業(yè)裝備，2021（4）：84-85.

[7]穆恩弘.煤礦井下膠帶暗斜井快速掘進作業(yè)流程優(yōu)化[J].能源與節(jié)能，2021（2）：116-117.

[8]劉小鵬，徐剛，王云龍.煤巷快速掘進氣相壓裂增透技術(shù)研究及應用[J].能源與環(huán)保，2021（2）：14-18.

[9]李平.煤礦巷道掘錨一體化快速掘進技術(shù)研究[J].能源與環(huán)保，2021（2）：161-166.