陳四樓煤礦巖巷快速掘進作業工藝研究與應用

孫宏權　李業君　梁旭

摘要：文章針對陳四樓煤礦北八采區巖巷下山施工情況，設計出“挖掘裝載機+皮帶機+矸石倉”的排矸系統，實現了安全、快速、高效掘進。

關鍵詞：挖掘裝載機；快速掘進；連續運輸；排矸系統

中圖分類號：TD263文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2012）24-0127-02

陳四樓礦八采區皮帶下山施工過程中將依次穿過上石盒子組砂質泥巖、粗粒砂巖、粉砂巖、細砂巖、泥巖、K5中細粒砂巖，下石盒子組泥巖、細砂巖、砂質泥巖、三煤組、K4鋁質泥巖，山西組泥巖、細砂巖、粉砂巖，平均按11°下山掘進，其中K5中細粒砂巖含水量大。整條下山落底后，巷道底板距二2煤約23m。二2煤層賦存于二疊系山西組地層中部，山西組主要由泥巖、細砂巖、粉砂巖、中細砂巖、砂巖及煤層組成。該組地層與下伏石炭系上統太原組呈整合接觸，與上覆下石盒子組呈整合接觸。

為切實提高工作效率，根據陳四樓煤礦的巷道條件，技術人員設計了“挖掘裝載機＋皮帶機＋矸石倉＋多礦車”的后巷運輸方式。皮帶機旁邊敷設軌道作為輔助運輸設施，功能為完成支護材料的運輸。

1排矸系統的選型

1.1挖掘裝載機的選型及性能參數

在巖巷挖掘裝載機的選擇上，該礦選擇了安徽藍翔重工生產的ZWY-150（120）/45L防爆型履帶式挖斗裝載機，該產品是一種連續生產高效率裝載機，擁有兩項國家專利（ZL2007201771350.0和ZL20080137422.3）,填補了國內礦山大傾角斜井施工無裝矸設備的空白。該產品主要用來替換井下現有的耙斗裝巖機,有效解決了鋼絲繩因摩擦可能引起火花或其他不利于煤礦安全生產的問題。

該產品工作機構設計參考德國ICT312挖掘裝載機形式，由工作機構耙取物料，并通過自身特制加高型雙鏈刮板運輸機構（類似德國ICT312運輸槽機構）進行轉載，從尾部卸入側卸式礦車或二運皮帶、刮板轉載機等其他運礦設備中去。

該產品底盤采用原裝進口行星減速液壓馬達驅動履帶行走機構，結構緊湊﹑機動靈活，可在潮濕有積水的巷道里工作，可以全斷面裝巖，不留死角，無需人工輔助清底裝巖。

1.2后巷排矸系統選型

目前煤礦巖巷炮掘排矸系統主要有“挖掘裝載機＋皮帶機＋矸石倉”、“耙裝機＋礦車”、“耙裝機＋皮帶機＋矸石倉”及“側卸式裝巖機＋礦車”等四種。目前八采區皮帶下山采用“挖掘裝載機+皮帶機+矸石倉”排矸系統，皮帶機采用DSJ1000/2×160型膠帶輸送機進行運輸，該方式極大地提高了斜巷運輸效率，減少了中轉環節，提升了運輸安全系數。

1.3矸石周轉儲存設施的選擇

該環節在該系統中發揮作用巨大，為此該礦拋棄了梭車、落地儲存倉等工藝，選用矸石倉＋溜矸嘴的方法，設計制作一個容量為90m3的錨噴支護矸石倉。設計容量可滿足兩個爆破班的產量，下方配備液壓油缸驅動的溜矸嘴。每小時裝車能力達到30～40車。

2應用效果

通過與其平行掘進巖巷八采區軌道下山采用“耙裝機＋礦車”排矸系統總體對比，“挖掘裝載機＋皮帶機＋矸石倉”排矸系統具有顯著優勢：一是減少了斜巷提升方面的諸多不安全因素；二是設備操作安全可靠，避免耙裝機鋼絲繩斷絲、斷股、脫輪、彈繩等諸多危險因素；三是設備移動時穩定性高，杜絕了前移耙裝機時存在的安全隱患；四是工作面出矸時不易損壞幫錨桿；五是挖掘裝載機出矸后，巷道底板平整度高，行人安全方便，而耙矸機耙矸后則會在巷中留下一深溝；六是與巖石掘進機相比，對施工現場地質條件要求相對較低，設備適應性強，同時投入成本較低；七是投入少，產出大，與“耙裝機+礦車”對比，投入產出比基本在4∶6左右，連續三月單月進尺過百米，其中四月份106米、五月份107米、六月份預計115米；八是下山掘進排矸效率較傳統方式高，該設備設計排矸能力150m3/h，一炮排矸時間約一個小時，效率較高。

3結語

傳統的耙裝機出矸方式存在勞動強度大、耙不干凈等諸多問題，礦車運輸存在運輸不連續、安全風險大、效率低等缺點，與此相比“挖掘裝載機＋皮帶機＋矸石倉”的連續運輸方式的應用有效降低了出矸過程90%的勞動強度，并提高工作效率40%以上，具有顯著的技術效果和巨大的經濟效益。

參考文獻

[1]李清．深部大斷面巖巷快速掘進技術研究[J]．煤炭科學技術，2006，（10）．

[2]姜金球．巖巷掘進施工機械化配套方案[J]．建井技術，2000，（4）．

作者簡介：孫宏權（1983-），男，河南永城人，河南煤化集團永煤公司陳四樓煤礦開拓三隊助理工程師，研究方向：采礦工程。

（責任編輯：文森）