巖巷綜合機械化掘進作業線應用研究

解海 孫忠厚

摘 要：近年來，隨著煤礦開采向深部不斷延伸，鶴煤公司采掘接替普遍緊張。鶴煤公司普遍采用傳統炮掘掘進方式，掘進速度及工效普遍較低、成本相對較高，采用機械化作業線來提高掘進速度，是緩解目前采掘接替日趨緊張的局面的重要措施。本文以鶴煤三礦4204底板抽采巷（下）為工程研究對象，通過對掘進裝備的選型及施工工藝的優化，研究巖巷綜合機械化掘進作業線應用。實踐表明，巖巷掘進速度有大幅提高，實現了高效掘進的目的，保證了礦井采掘的正常接替。

關鍵詞：瓦斯治理;巖巷;綜合機械化

中圖分類號：TD263.3;TD353 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）01-0073-03

Abstract： In recent years， with the continuous extension of coal mining to the deep， the mining replacement of Hemei company is generally tense. The traditional blasting driving method is widely used in He coal company. The driving speed and work efficiency are generally low and the cost is relatively high. It is an important measure to improve the driving speed by using mechanized operation line to alleviate the increasingly tense situation of mining replacement. In this paper， 4204 floor extraction roadway （lower） of Hemei No.3 Mine was taken as the engineering research object. Through the selection of tunneling equipment and the optimization of construction technology， the application of comprehensive mechanized tunneling line in rock roadway was studied. The practice shows that the driving speed of rock roadway is greatly improved， the purpose of efficient driving is realized， and the normal replacement of mining is ensured.

Keywords： gas control;rock roadway;comprehensive mechanization

近年來，隨著煤礦開采向深部的不斷延伸，鶴煤公司采掘接替普遍緊張。鶴煤公司普遍采用傳統炮掘掘進方式，掘進速度及工效普遍較低、成本相對較高，巖巷掘進和瓦斯治理工程量的增加導致礦井接替進一步緊張，巷道掘進已成為制約煤礦高產高效的重要環節。目前，勞動力缺乏及勞動力成本持續增加，采用綜合機械化作業線來提高掘進速度，成為緩解采掘接替日趨緊張的局面的重要措施[1-4]。本文以鶴煤三礦4204底板抽采巷（下）為工程研究對象，通過對掘進裝備的選型、支護工藝的優化、快速掘進工藝的研究，分析了綜合機械化快速掘進技術在巖巷掘進中的應用，并為相同地質條件下巖巷快速掘進提供理論依據和參考。

1 工程概況

4204底板抽采巷（下）設計長度1 048 m，位于四水平北翼42采區下部，北部為42采區，南部為新副井。正常涌水量為1.0～3.0 m3/h，最大涌水量3.0～5.0 m3/h。巷道掘進期間，瓦斯涌出量（巖巷）為0.18 m3/min。為滿足巖巷綜合機械化掘進和瓦斯抽采需要，巷道層位選擇在距煤層底板10～15 m。該巷主要在細粒砂巖、泥巖和砂質泥巖中施工。巷道斷面為寬×高=5 200 mm×3 600 mm，支護方式為錨網噴，錨桿間排距為700 mm×700 mm。該巷地質綜合柱狀圖如圖1所示。

2 綜合機械化掘進作業

2.1 掘進機選型

通過巖石力學實驗可知[5-7]，該巷砂質泥巖的單軸抗壓強度為27.6 MPa，細粒砂巖的單軸抗壓強度為30.75 MPa，泥巖的單軸抗壓強度為30.35 MPa。因此，根據該巷道斷面尺寸大小、巖石硬度及地質構造情況，并結合相鄰礦井掘進機的使用情況，最終選用了三一重工EBZ—318H型掘進機。該掘進機能實現連續切割、裝載、運輸作業，適用于煤巷、半煤巖巷以及全巖的巷道掘進。EBZ—318H型掘進機的總體長度為13.1 m，最大高度為2.7 m，總體寬度為3.8 m，總體重量為125 t，最大定位截割斷面可達33 m2，截割硬度[f]不大于9，坡度±18°。

2.2 綜合機械化作業線配套設備研究

巖巷掘進的主要任務是“掘得進去，排得出來”。為保證切割后巖石碎塊能快速有效地轉載運輸出去，完整的綜合機械化掘進作業，還必須配備高效有力的輔助運輸系統。結合鶴煤三礦實際條件及該巷道的地質狀況，采取掘進機+橋式輸送機+膠帶輸送機（DZQ80/35/15）+矸石倉（直徑6 m，高度13 m）+膠帶輸送機（DSJ80/40/55）+礦車運輸方案。該方案可實現矸石連續運輸，減少煤、矸轉運停歇時間，切割、裝載、運輸生產能力強，掘進速度快，而矸石倉后可先將掘進迎頭的矸石倒進矸石倉，緩解對礦車的供應的依靠，減少等待時間，有效地利用了掘進循環時間。4204底抽巷（下）綜合機械化作業線運矸流程如圖2所示。

3 施工工藝優化

由于傳統的錨網噴支護工藝對綜合機械化作業線適應性不高，會影響單進，因此在結合該巷地質情況的基礎上[8-10]，采用先噴后錨的支護工藝，初噴漿的厚度控制在20～50 mm，并采用一次成巷循環作業方式，當班掘進當班成巷，即每小班進尺1.8 m，日進尺為5.4 m，具體循環作業流程如圖3所示。

4 結語

4204底抽巷（下）采用綜合機械化作業線以來，月平均進尺在130 m左右，較傳統掘進作業方式提高了約60 m，實現了巖巷掘進機快速掘進，新的施工工藝的采用，錨桿錨固力由原來的78.4 kN提高到98 kN，扭矩由20 N·m提高到250 N·m，主動支護輪廓范圍增加400 mm，巷道工程質量得到大幅度提升，實現了大斷面巖巷安全、快速、高效掘進，為該礦瓦斯質量提供了時間和空間，有效緩解了生產緊張的局面。

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