綜掘機施工大斷面機頭硐室工藝特點

牛新國 張訓恒 淮南礦業工程公司 安徽淮南232001

綜掘機施工大斷面機頭硐室工藝特點

牛新國 張訓恒 淮南礦業工程公司 安徽淮南232001

在煤礦建井工程中，機頭硐室是一種常見的單位工程，其特點是斷面較大，施工難度較大，以往炮掘施工的情況下，基本采用分層掘進的方式。目前巖巷綜掘機在煤礦的大量應用，用巖巷綜掘機來施工機頭硐室也是一種新的嘗試。本文就淮南礦業集團朱集礦井建設項目部-891m西翼膠帶機大巷機頭硐室施工過程中的實踐，簡單探討一下綜掘機施工大斷面硐室工藝特點。

機頭硐室；綜掘機施工； 施工工藝；支護

1 工程概況

朱集礦井建設項目部-891m西翼膠帶機大巷綜掘施工結束后，由礦業工程分公司262隊利用MK3綜掘機繼續施工機頭硐室。該巷道設計長度53.25m，其中（4-4斷面26.857m，3-3斷面5.843m，2-2斷面15.1m，1-1斷面5.45m，）。該巷道設計為錨網噴+澆注混凝土，實際先施工錨網噴+錨索支護，待全部施工完后一并澆注混凝土。

MK3綜掘機特點：機器全長13750mm，主機高度2500mm，鏟板高度4000mm，最大切割高度為5223mm（但實際施工高度最大4700mm為宜），最大切割寬度7440mm，最大臥底深度150mm。

2 支護方式

2.1 巷道以錨網噴＋錨索支護為主，后期再澆注混凝土。1-1斷面規格為7300×6250mm；2-2斷面規格為7300×6250mm；3-3斷面規格為7300×4950mm；4-4斷面規格為6900×4950mm。

2.2 支護材料及規格尺寸、參數見表1。

3 掘進方式、設備型號、運輸方法及設備

3.1 掘進方式：綜掘多循環作業制。

3.2 掘進方法：

3.2.1 切割時從左上部進刀開始呈S形向下（詳見示意圖），一次掃完頂幫后如此割斷面與實際所需要的形狀和尺寸有一定的差別，可進行二次修整，以達到斷面尺寸要求。因巷道較高，綜掘機不能一次掘進至全斷面，可采取先切割中上部，待錨網噴后，再切割下部，錨網噴。

3.2.2 錨網噴每循環切割進度為1.7m。

3.3 出矸路線：

出矸路線：迎頭綜掘機—→皮帶機—→溜矸眼—→矸石倉—→井底車場—→副井—→地面。

表1 錨噴支護材料及規格尺寸、參數

表2 施工設備一覽表

3.4 進料路線：

地面—→副井—→井底車場—→西翼膠帶機大巷與-906m井底車場聯絡斜巷—→-891m西翼膠帶機大巷—→迎頭。

3.5 施工設備一覽表，見表2。

4 工藝流程

4.1 掘進工藝：

錨噴：掘進機切割上分層（出渣）-找凈幫頂活煤危巖-打臨時單體支柱-打眼安裝頂部錨桿掛網-掘進機切割下分層（出渣）-打幫部錨桿掛網護幫-整理質量搞好文明生產。

4.2 施工工藝流程及說明：

錨桿支護：

交接班安檢-延接皮帶機-標定中心-開機檢查-切割-掘進機出貨-輸送機出貨-敲幫問頂-打臨時單體支護-標定眼位-鉆眼-掛網安裝錨桿-安全質量檢查-整理文明生產-質量驗收。

4.3 切割說明：(見圖3)

4.3.1 司機操縱掘進機，在掘進機前進的同時，依靠截割臂的擺動和切割頭的旋轉破巖（煤），所破落巖（煤）經環行刮板機運輸機轉載，掘進機搭皮帶機運輸，掘進機切割一個循環后，停機進行錨網噴支護。

4.3.2 圖中的箭頭表示切割方向，切割時先橫向切割頂部，然后在巷道左上部進刀，切割成形，而后刷幫，打掃使巷道成型。

圖3

圖4

圖5

圖6

4.4 錨網噴臨時支護工藝流程

4.4.1 綜掘機切割上分層結束后，用專用工具找盡活矸危巖。

4.4.2 上網片，打點柱，在戴帽點柱及網片的掩護下，按設計要求打錨桿眼，安裝錨桿。

5 施工方法

5.1 施工西翼膠帶機大巷高度3900mm（架棚支護），過渡到施工西翼膠帶機大巷機頭硐室高度4950mm（頂板用半圓木接實），4-4至3-3斷面應提前5000mm采用漸變式施工至設計尺寸（后期澆注回填）。

5.2 從西翼膠帶機大巷施工到機頭硐室，兩邊擴大斷面大小，為大斷面施工方便，將以前在巷道左邊的皮帶機用抗輪調到機頭硐室的巷中。

5.3 4-4斷面采用分臺階施工，3-3、2-2斷面采用分層施工。

5.4 采用分臺階切割掘進，先切割上分層高度為3000mm，在巖性穩定段第一刀切割進度為1700mm，隨后在拱部打錨桿掛網噴漿支護，之后再切割下分層，第一循環完成后。再按同樣方法進行第二刀，第三刀循環切割支護施工。待第三循環完成后，將綜掘機后退，并進行兩幫錨網支護。

6 施工難點

6.1 由3-3到2-2斷面高度由4950mm變成6250mm，高度增加1300mm，而3-3斷面共4643mm，所以采用漸變式施工就必須從4-4斷面開始（距2-2斷面提前5000mm處），綜掘機沿11°上坡施工上分層（高度3000mm）至大斷面設計長度直到貫通，然后綜掘機后退施工下分層。而3-3斷面與2-2斷面的起臉就無法留住，后期澆注混凝土時，進行造型。見圖6。

6.2 施工至貫通，然后綜掘機退后施工下分層。從剛起坡施工到貫通28.393m，MK3綜掘機就必須退后28.393m，而綜掘機后面的二運皮帶一般只有20m，要退回這么長的距離就必須采用一些辦法。此施工采用綜掘機拉皮帶機機尾方式，每次拉機尾10m，一共拉3次方可讓綜掘機退回到漸變點的起點，施工下分層。

圖7

具體方法如下：在施工迎頭向后60m處在左右幫各打4根錨桿，規格為φ22×2500mm，再用φ21.5mm鋼絲繩固定在打好的兩幫錨桿上作為過河繩，繩上掛回頭輪，再用一段鋼絲繩一頭固定在皮帶機機尾上，通過過河繩再把另一頭固定在綜掘機上。事先拆除皮帶機10m的H架，啟動綜掘機向迎頭開進，從而皮帶機機尾就會在綜掘機的牽引下向后退，機尾退回10m后，退綜掘機，再從新縮短鋼絲繩的長度，循環拉機尾，共3次。見示意圖7。

7 總結

在煤礦巖巷施工過程中，機械化程度越來越高，綜掘機在礦井建設中地位越來越重要。對綜掘機也是在不斷探索施工較復雜點的工程，讓其適用的范圍越來越廣，從而更進一步減輕工人的勞動強度，同時也給快速掘進找到更大的突破口。

［1］何滿潮，孫曉明.中國煤礦軟巖巷道工程支護設計與施工指南.科學出版社.2004

［2］劉先玉.綜掘機械.中國物資出版社.2005

［3］王宗付，姜志云.綜掘機施工機電硐室特大斷面一次成巷技術實踐.商業文化. 2008

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.005.024