黃玉川煤礦大坡度煤巷綜掘機掘進技術應用

郭　燾（神華神東煤炭集團有限責任公司，內蒙古　鄂爾多斯　010399）

黃玉川煤礦大坡度煤巷綜掘機掘進技術應用

郭燾
（神華神東煤炭集團有限責任公司，內蒙古鄂爾多斯010399）

隨著煤礦井工開采深度不斷增加，開采難度不斷加大，復雜的地質構造成為制約煤礦生產的重要因素之一，由此造成的采掘接替問題日趨嚴重。煤礦企業的煤巷掘進生產是一項復雜的系統工程，目前，煤巷已經基本采用了綜合機械化掘進。但較長時間以來，綜掘工作面單產和效率水平較低，巷道掘進正在成為煤礦高效安全集約化生產的技術瓶頸。本文主要針對黃玉川煤礦掘進6上煤層大坡度巷道時產生的掘進機下滑、支護作業困難、采取了人工造底、并根據存在的安全隱患，提出了相應的技術措施。實踐表明，該實踐有效提高了掘進設備適應性、生產安全性。

大坡度巷道；掘進；安全

工作面輔運輸巷，施工坡度較大，勢必影響掘進速度，存在一定的安全隱患，影響礦井正常生產接續。如何實現大坡度快速、安全掘進，稱為擺在工程技術人員面前的技術難題。

一、黃玉川煤礦大坡度煤巷單位簡介

黃玉川井田位于準格爾煤田中西部。行政區劃隸屬于準格爾旗薛家灣鎮管轄。井田東西長約8.9km，南北寬約5.5km，面積42.68km2，煤炭資源量15億t，可采儲量9.3億t。核定生產能力1000萬噸/年。井田內可采煤層自上而下有五層，即4、5、6上、6、9號煤層。主采煤層為4#和6上煤層。礦井開拓方式為“斜井-立井”聯合開拓。主要采煤方法為長壁后退式綜合機械化采煤方法，全部垮落法管理頂板；掘進面采用掘錨機、綜掘機掘進。

二、黃玉川煤礦大坡度煤巷綜掘機掘進技術工程概況

神華神東黃玉川煤礦6上煤層位于太原組上部，為井田內主要可采煤層，煤厚2.45m～20.25m，平均12.37m，6上煤老頂為粉砂巖，厚8.22m，暗灰色、灰色，堅硬；直接頂為細砂巖，厚8.12m，淺灰色、灰白色，堅硬；直接底為泥巖，厚6.45m，灰黑色、暗灰色，半堅硬。按設計大體上沿底板掘進，216上02輔運順槽程上下起伏傾角3°～20°，在3°～12°時可正常掘進，但在掘進至1520m處時突然傾角突然增大至+18°，最大傾角達+20°～+22°，而EBZ200綜掘機最大掘進傾角為14°。具體頂底板情況見表1，巷道斷面為矩形，巷道斷面基本參數見表2。

依據地質資料和巷道設計圖，根據黃玉川煤礦相鄰巷道的支護經驗和本巷道的用途及服務年限，確定頂板采用“螺紋鋼錨桿＋鋼筋網＋錨索+“π”型鋼帶”聯合支護；副幫采用“螺紋鋼錨桿+鉛絲網+梯形鋼帶”聯合支護；正幫采用“玻璃鋼錨桿＋塑料網”聯合支護。

表1　煤層頂底板情況表

表2　巷道尺寸參數表

表3　EBZ200巖巷掘進機主要技術特征表

表4　MYT-125/330型液壓錨桿機主要技術特征表

黃玉川煤礦綜掘綜掘工作面使用EBZ200巖巷掘進機，目前對掘進的使用已經較為成熟，坡度較大的上山施工和過斷層、陷落柱等難地質構造段采取一定措施后均已成功使用。現以黃玉川礦216上02輔運順槽大坡度段掘進工藝為例進行簡要說明。216上02輔運順槽掘進采用三一重工生產的EBZ200巖巷掘進機，掘進機主要技術特征參數見表1，在巷道坡度超過+14°時，面臨施工困難、安全性較差等問題。

三、黃玉川煤礦大坡度煤巷綜掘機掘進工藝

生產工藝：檢查工作面迎頭及支護情況→開機前準備→割煤→運煤→調機→支護→下個循環。

四、黃玉川煤礦大坡度煤巷綜掘機掘進技術面臨的問題

大坡度巷道掘進主要面臨如下難題：

（1）巷道上山坡度較大時綜掘機受自身重力影響易下滑生產下滑力。

（2）綜掘機截割進刀時，會產生進刀阻力，當下滑力與進刀阻力疊加，增大了綜掘機下滑趨勢，使進刀更加困難。

（3）巷道支護作業困難，錨桿機受自身重力影響下滑，巷道綜掘施工流程一般為掘進機截割完畢后，后撤一定距離，然后在錨桿機到掘進機前方進行支護作業，這導致很難掘進機和錨桿機的相互調機。

五、黃玉川煤礦大坡度煤巷綜掘機掘進技術存在問題應采取的措施

采取措施：

（1）EBZ200巖巷掘進機爬坡能力為±14°，當巷道坡度大于14°時很難保證正常掘進。為此采取如下措施：首先在截割前將鏟板前方適當落底，在鏟板行至此落底段時將后支撐支起，用枕木將履帶后半部墊實，可以防止掘進機下滑的阻車器。通過此方式來保證掘進機的前行截割等操作的正常完成。

（2）針對大坡度巷道支護作業困難，提出如下技術措施：掘進機截割后退機，將截割頭擺向巷道一側然后落地并停電閉鎖，錨桿采用與掘進機相同辦法進如工作面進行支護施工。大坡度巷道截割完畢后，迎頭煤層易片幫，在進行巷道兩幫支護時，人身安全威脅較大。采取截割的迎頭上部超前下部拖后、兩幫支護拖后頂板支護一排的措施，并每隔10min由有經驗的工作人員進行敲幫問頂，及時摘松、敲落離層煤矸。

六、黃玉川煤礦大坡度煤巷綜掘機掘進技術在實踐中的應用效果

黃玉川綜掘九隊現已成功施工坡度大于20°的巷道超過2000m，其中坡度最大段達到20°。采用上述方法施工保證了綜掘機在大坡度掘進工作面的的正常掘進，并且保持了每班至少4排的掘進速度，提高了經濟效益、保證采掘接續，實現了安全生產。這充分說明了上述方法是切實可行的，是安全可靠的，是值得推廣的。該技術實踐增強了掘進機爬坡適應能力，使EBZ200掘進機能夠適應20°以內的坡度，拓展了掘進機的使用范圍，有效的提高經濟效益，增強現場施工的安全系數，確保了人員安全，并為類似條件下巷道施工提供了可以參考的先例。

結語

通過對以上情況的簡單分析，本文得出以下結論：采用上述方法施工保證了綜掘機在大坡度掘進工作面的的正常掘進，并且保持了每班至少4排的掘進速度，提高了經濟效益、保證采掘接續，實現了安全生產。此工藝不僅能滿足一般掘進巷道使用的要求，且操作方法比較方便，為施工節省巨大的開資，更重要的是為采面的接續贏得寶貴的時間，可在同類工程中借鑒和推廣。

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表5　CMM2-15型全液壓錨桿錨索鉆車主要技術特征表

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