溫偉俊

（鶴煤公司生產(chǎn)技術(shù)部，河南 鶴壁 458000）

引言

巖巷工程技術(shù)的改進(jìn)在整個(gè)煤炭的發(fā)展過程中發(fā)揮著不可替代的作用。因此必須要把煤礦巖巷掘進(jìn)工作的快速性、有效性和合理性放在工作的首要地位，切實(shí)提高巖巷單進(jìn)水平，解決采掘接序難、災(zāi)害治理困難等瓶頸問題[1-3]。近年來，鶴煤公司巖巷單進(jìn)水平不高、巷道失修現(xiàn)象嚴(yán)重、巷道“前掘后修、未用先修、反復(fù)維修”現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，加之鶴煤礦區(qū)礦井建井時(shí)間早，井型較小，井下運(yùn)輸環(huán)節(jié)多，排矸能力不足，以上等因素制約著鶴煤公司的巖巷掘進(jìn)，造成鶴壁礦區(qū)本部礦井目前都面臨著不同程度的礦井水平、采區(qū)、回采工作面接替緊張，采、掘、抽不平衡，部分礦井甚至已出現(xiàn)采區(qū)及工作面脫節(jié)現(xiàn)象。因此，解決鶴煤公司長(zhǎng)期以來的接替脫節(jié)現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)，提高巖巷單進(jìn)是唯一的有效途徑。本文結(jié)合鶴煤本部礦井的實(shí)際情況，從機(jī)械設(shè)備、支護(hù)工藝、巖巷運(yùn)輸線等方面進(jìn)行分析與研究，提出適合鶴煤的快速掘進(jìn)技術(shù)，切實(shí)有效的推動(dòng)鶴煤公司巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展。

1 巖巷機(jī)械化作業(yè)線的推廣

近年來，鶴煤公司巖巷普遍采用傳統(tǒng)炮掘掘進(jìn)方式，掘進(jìn)速度及工效普遍較低、成本相對(duì)較高，巖巷單進(jìn)已成為制約煤礦高產(chǎn)高效的重要環(huán)節(jié)[4-7]，采用以掘進(jìn)機(jī)為主的綜合機(jī)械化作業(yè)線提高巖巷單進(jìn)，是緩解目前鶴煤公司采掘接替日趨緊張的局面的重要措施，通過調(diào)研EBZ-260，EBZ-318 等設(shè)備性能及拆裝尺寸（如表1 所示），并結(jié)合各礦的副井提升能力（如表2 所示），確定三礦、八礦使用EBZ-318（H）掘進(jìn)機(jī)，中泰公司、六礦、九礦使用EBZ-260 型掘進(jìn)機(jī)。

表1 掘進(jìn)機(jī)最大不可拆卸尺寸及質(zhì)量

表2 鶴煤本部礦井副井提升最大能力

2 輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)化和改造

“掘得進(jìn)去，排得出來”是巖巷掘進(jìn)主要內(nèi)容，為保證切割或爆破后巖石碎塊能夠快速有效轉(zhuǎn)載運(yùn)輸出去，因此完整巖巷掘進(jìn)作業(yè)，還必須配備高效有力的輔助運(yùn)輸系統(tǒng)。鶴煤公司礦井建井早，輔助運(yùn)輸系統(tǒng)已不能滿足如今快速掘進(jìn)的需求，因此，鶴煤公司根據(jù)實(shí)際從以下方面對(duì)輔助系統(tǒng)進(jìn)行改造：一是升級(jí)絞車，提高斜坡軌道運(yùn)輸能力，小型絞車更換為3 m及以上絞車，提升輔助運(yùn)輸能力；二是運(yùn)輸建臨時(shí)儲(chǔ)矸倉，在掘進(jìn)頭后路建平倉，緩解后路供車不及時(shí)、排矸上皮帶線影響煤質(zhì)等制約排矸的問題；三是改造礦井運(yùn)輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)矸石上皮帶，主井提矸。如鶴煤三礦通過設(shè)置臨時(shí)矸倉和三水平矸倉等一系列輔助運(yùn)輸系統(tǒng)改造（如圖1 所示），排矸能力提高到450 車/天，是原排矸系統(tǒng)的2.0 倍，極大地提高了運(yùn)矸系統(tǒng)的效率，并實(shí)現(xiàn)了矸石與原煤分運(yùn)，為巖巷快速掘進(jìn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 錨桿施工工藝的改變

近年來，鶴煤公司采用支護(hù)方式采用的先錨網(wǎng)后噴漿的錨桿支護(hù)方式，由于這種支護(hù)方式復(fù)噴漿掩蓋了錨桿和聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量，且巷道的一切不足都用噴漿來掩蓋，隨著礦井不斷向縱深發(fā)展，礦壓顯現(xiàn)劇烈，巷道斷面變形嚴(yán)重，漿皮離層脫落（如圖2 所示），危及施工作業(yè)人員的安全，浪費(fèi)大量的人力和物力進(jìn)行[8-11]。為改變支護(hù)現(xiàn)狀，鶴煤公司從2018 年開始先初噴后錨網(wǎng)的支護(hù)方式，并利用SYS（B）礦用鉆孔窺視儀，觀察本部礦井的圍巖變形特征情況（如圖3 所示），由鉆孔窺視儀研究發(fā)現(xiàn)，鶴煤本部礦井圍巖在孔深0.4～1.2 m處圍巖比較破碎，破碎程度隨鉆孔深度的增加而減小，在孔深1.2～1.6 m 處，產(chǎn)生離層，孔深1.6～2.0 m 處圍巖還存在有較小的裂隙，孔深2.0～2.4 m 處，圍巖已經(jīng)比較完整。由上分析可知，將錨桿由2 m 長(zhǎng)升級(jí)為2.4 m 長(zhǎng)，直徑由18 mm 升級(jí)為22 mm，并增加調(diào)心球墊和減摩墊片2 個(gè)支護(hù)構(gòu)件。鉆頭采用直徑28 mm，樹脂藥卷采用直徑23 mm 的，實(shí)現(xiàn)了“三徑”最優(yōu)匹配（如圖4 所示），有效增加了巷道支護(hù)強(qiáng)度，避免了巷道前掘后修現(xiàn)象。

4 工程案例

鶴煤三礦4103 底抽巷（上）設(shè)計(jì)長(zhǎng)度1 357.1 m，該巷為深部開拓新區(qū)，埋深約900 m，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖層產(chǎn)狀變化大巷道為直墻半圓拱形斷面，斷面（寬×高）為5.2 m×3.6 m，該巷主要在細(xì)粒砂巖、泥巖和砂質(zhì)泥巖中施工。該巷主要用途為瓦斯抽采，巷道以EBZ—318（H）掘進(jìn)機(jī)為主的綜合機(jī)械化作業(yè)線，出矸方法為掘進(jìn)機(jī)→橋式輸送機(jī)→一部膠帶輸送機(jī)→臨時(shí)矸石倉→二部膠帶輸送機(jī)→三水平矸石倉如（如圖5 所示），選用Ф22 mm×2 400 mm 螺紋鋼樹脂錨桿，托盤為150 mm×150 mm×10 mm。錨桿間排距為800 mm×800 mm，樹脂藥卷采用K2335 型，金屬片網(wǎng)采用Ф6.5 mm 鋼筋焊制而成，規(guī)格為2 000 mm×1 000 mm，網(wǎng)格為100 mm×100 mm（如圖6 所示），錨桿支護(hù)流程：安全檢查→敲幫問頂→臨時(shí)支護(hù)→延長(zhǎng)中心線→確定錨桿眼位置→施工錨桿眼→安裝樹脂錨固劑→安裝錨桿、托板、調(diào)心球閥、墊圈→緊固錨桿→檢驗(yàn)錨桿的扭矩力。

4103 底板抽采巷（上）采用以掘進(jìn)機(jī)為主的綜合機(jī)械化作業(yè)線以來，該掘進(jìn)工作面月平均進(jìn)尺在130 m 左右（如下頁圖7 所示），較傳統(tǒng)作業(yè)方式月進(jìn)尺提高約60 m，巷道掘進(jìn)速度得到提高。同時(shí)新的錨網(wǎng)支護(hù)工藝的應(yīng)用，通過現(xiàn)場(chǎng)礦壓監(jiān)測(cè)，在觀測(cè)的時(shí)間內(nèi)，兩幫的最大位移量為87.6 mm；頂?shù)装遄畲笪灰屏繛?19.2 mm，保證了圍巖的穩(wěn)定，支護(hù)效果良好（如圖8 所示）。綜上所述，鶴煤三礦通過一系列的改革使的礦井開拓工程銜接緊張局面得到有效緩解，較好的達(dá)到掘支平衡和巖巷快速掘進(jìn)目的。

5 結(jié)語

通過鶴煤公司大力推行機(jī)械化、優(yōu)化輔助運(yùn)輸系統(tǒng)、改變錨桿施工工藝等方法，巖巷掘進(jìn)機(jī)械化率提高了39%，每月單進(jìn)量提高49～60 m，工程質(zhì)量得到大幅度提升，實(shí)現(xiàn)了巖巷安全、快速、高效掘進(jìn)，為鶴煤公司瓦斯治理提供了時(shí)間和空間，有效緩解了生產(chǎn)緊張的局面，確保了各礦井高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)地目的，為同類型老礦井巖巷快速掘進(jìn)具有一定的借鑒意義。