半煤巖巷道煤矸分離快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用

張軍峰　劉國(guó)棟

摘 要：半煤巖巷道煤矸分離快速掘進(jìn)技術(shù)，是一種新型的半煤巖巷道“分打分裝”煤矸分離掘進(jìn)施工工藝，具有掘進(jìn)速度快、煤矸分離充分、巷道成型好、安全高效等特點(diǎn)，其充分綜合利用炮掘落煤、綜掘落矸，綜合機(jī)械化出煤矸等方法，實(shí)現(xiàn)半煤巖巷道煤矸分離的快速掘進(jìn)，既保證了煤炭產(chǎn)品質(zhì)量，又提高了掘進(jìn)效率，保證了薄煤層工作面的正常生產(chǎn)接續(xù)。

關(guān)鍵詞：半煤巖；分打分裝；煤矸分離；快速掘進(jìn)

南屯煤礦為實(shí)現(xiàn)礦井持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，加大薄煤層開采力度，逐步實(shí)現(xiàn)厚薄煤層均衡配采。眾所周知，薄煤層單面產(chǎn)量低，掘進(jìn)準(zhǔn)備工程量大，施工過程中煤矸混合在一起，進(jìn)入煤倉(cāng)，嚴(yán)重影響煤質(zhì)；當(dāng)前，煤炭銷售形勢(shì)嚴(yán)峻，保證煤炭產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，是礦井生產(chǎn)的迫切要求。在掘進(jìn)施工過程中如何實(shí)現(xiàn)煤矸分離，又能保證掘進(jìn)效率，是掘進(jìn)工程技術(shù)的重要研究方向。薄煤層半煤巖巷道炮掘方式 “分打分裝”煤矸分離技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)煤矸分離，但掘進(jìn)效率很低，每月進(jìn)尺僅為100m左右。考慮如何在現(xiàn)有掘進(jìn)工藝設(shè)備條件下，實(shí)現(xiàn)煤矸分離快速掘進(jìn)，必將產(chǎn)生積極影響。

1 地質(zhì)條件分析

巷道布置于16煤層中，煤層賦存穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、煤質(zhì)較硬，煤層普氏硬度f=2～3，煤層厚度平均為0.9m，層直接頂為厚度5～6m石灰?guī)r，煤層直接底為厚度平均1.2m鋁質(zhì)泥巖，老底為中細(xì)砂巖。巷道設(shè)計(jì)沿16煤層石灰?guī)r頂板掘進(jìn)，巷高2.1m，凈寬3.4m，裸體巷道，頂板不支護(hù)，兩幫施工簡(jiǎn)易錨桿掛網(wǎng)護(hù)幫部泥巖，防治風(fēng)化折幫。

2 設(shè)施及施工工藝

2.1 配套設(shè)施

EBZ-132型掘進(jìn)機(jī)、SSJ-800膠帶輸送機(jī)、3t礦車、電瓶車

2.2 施工工藝

采用炮掘煤層與機(jī)掘泥巖層相結(jié)合的混合落煤、掘進(jìn)機(jī)出煤（矸）皮帶接礦車運(yùn)輸施工工藝，具體如下：

工序1：自掘進(jìn)迎頭后退掘進(jìn)機(jī)8m，采用炮掘施工工藝將迎頭5.4m煤掏出，人工裝攉煤至掘進(jìn)機(jī)前方。

工序2：?jiǎn)?dòng)掘進(jìn)機(jī)將已攉出煤采用掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行清理出煤，皮帶運(yùn)輸后經(jīng)3t礦車配合電瓶車運(yùn)走。

工序3：采用掘進(jìn)機(jī)將已掏煤下方鋁質(zhì)泥巖層進(jìn)行截割并且出矸，經(jīng)皮帶運(yùn)輸后采用3t礦車配合電瓶車出矸。

工序4：進(jìn)行頂板錨桿簡(jiǎn)易支護(hù)。

工序1-工序4為中班、夜班進(jìn)尺施工組織方式，2個(gè)小班進(jìn)尺10.8m，早班進(jìn)行幫部錨桿施工及機(jī)械設(shè)備檢修，月進(jìn)尺324m。

3 施工工藝及技術(shù)特點(diǎn)

（1）該混合落煤工藝與現(xiàn)有炮掘施工“分打分裝”工藝相比，具有如下優(yōu)勢(shì)：

1）落煤施工時(shí)，充分利用了現(xiàn)有綜掘設(shè)備，在工藝更換時(shí)簡(jiǎn)單方便。

2）充分替代原來采用爆破起底施工的原始作業(yè)方式，有效地提高了落煤工序效率。

3）綜掘機(jī)出煤（矸）代替了原耙裝機(jī)出煤（矸），使出煤（矸）效率大幅度提高。

4）綜掘機(jī)截割下層鋁質(zhì)泥巖代替了爆破破除巷道下層鋁質(zhì)泥巖，減少了對(duì)巷道幫部鋁質(zhì)泥巖的破壞，提高了巷道成型效果。

5）半煤巖“分打分裝”掘進(jìn)施工水平提高了267%。

6）采用綜合機(jī)械化作業(yè)線，提高了安全效率，降低了職工勞動(dòng)強(qiáng)度。

（2）施工中應(yīng)注意的問題：

1）爆破前須對(duì)綜掘機(jī)進(jìn)行有效防護(hù)，要綜合考慮解決綜掘機(jī)防護(hù)和使用效率問題。

2） 為保證生產(chǎn)迎頭正常循環(huán)進(jìn)尺。需要考慮在出煤（矸）系統(tǒng)中緩解運(yùn)輸壓力，有條件的可以考慮煤流進(jìn)入臨時(shí)煤倉(cāng)。

3）進(jìn)一步優(yōu)化施工工藝，實(shí)現(xiàn)全部機(jī)械化“分打分裝”施工。

4 現(xiàn)場(chǎng)使用情況

采用此炮機(jī)混合落煤、掘進(jìn)機(jī)出煤施工工藝在3603軌道順槽進(jìn)行了試驗(yàn)，進(jìn)尺水平達(dá)到330m/月。而在十五采區(qū)人行下山采用的爆破落煤、P-30B型耙裝機(jī)裝運(yùn)的“分打分裝”施工工藝月進(jìn)尺僅為100-120m。

5 技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益分析

5.1 技術(shù)分析

（1）采用混合式分打分裝施工時(shí)，每月掘進(jìn)進(jìn)尺330m，比采用炮掘分打分裝掘進(jìn)進(jìn)尺120m，每月多進(jìn)尺210m，施工效率提高175%。

（2）每月掘進(jìn)出煤1318t，共創(chuàng)效益：1318×500=65.9萬元/月。

（3）掘進(jìn)施工中煤矸已進(jìn)行分離，所出煤不需進(jìn)入礦選煤廠進(jìn)行分選，極大地降低了選煤廠的選煤成本。

社會(huì)效益：提高了施工安全性和機(jī)械化程度，降低了職工勞動(dòng)強(qiáng)度，在薄煤層半煤巖巷道中有極大推廣價(jià)值，必將產(chǎn)生良好的社會(huì)效益。

5.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

1610薄煤層炮采工作面軌道順槽實(shí)施沿空留巷，為相鄰1608工作面預(yù)留1條順槽，長(zhǎng)度約1210m，按照2850元/m計(jì)算，預(yù)計(jì)節(jié)約344.85萬元，同時(shí)，能夠盡快實(shí)現(xiàn)薄煤層工作面開采接續(xù)，為薄煤層多面高產(chǎn)提供了有力保障，對(duì)此地質(zhì)條件下薄煤層開采具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值，具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

作者簡(jiǎn)介：張軍峰（1973-），男，山東濰坊人，本科，助理工程師，研究方向：煤礦半煤巖掘進(jìn)煤矸分離。endprint