快掘工作面的建設現狀

田 震

（山西汾西礦業（集團）有限責任公司賀西煤礦，山西 柳林 033300）

相對于采煤設備發展而言，掘進設備發展相對滯后，從而導致礦井普遍面臨采掘接替緊張局面[1-2]。現階段礦井使用的綜掘機僅實現機械化截割、運輸，現場應用過程中支護環節占用大量的掘進時間，已無發滿足礦井高效生產需要[3-4]。掘錨機若能實現掘進、支護同步開展，巷道掘進效率可大幅提升。2417材料巷通過采用錨掘機實現了巷道快速掘進，文中就對2417材料巷快速掘進過程中掘錨機使用情況以及存在問題進行了分析，以期能更好地促進巷道掘進工作開展。

1 工作面簡介

2417材料巷沿4號煤層底板掘進，巷道全長1 361 m，掘寬×掘高=5 m×3.2 m。4號煤厚度為4.25 m，傾角3°～7°，平均5°，賦存穩定，容重1.39 t/m3。具體4號煤層頂底板巖性參數見表1。

表1 煤層頂底板情況

根據周邊巷道揭露地質情況，預計在2417材料巷掘進過程中揭露斷層，具體揭露的斷層參數見表2所示。

表2 2417材料巷掘進過程中預計揭露斷層參數

2 掘錨機結構及應用情況分析

2.1 掘錨機結構

掘錨機是現階段巷道快速掘進最為常用設備，能夠一次性掘進寬度4.5~6.0 m、高度3~5 m煤巷。掘錨機具備有自動化水平高、集約高效優點，能夠一次性完成全斷面巷道截割、裝載、支護及運輸等工作。2417材料巷具體使用的錨掘機技術參數見表3所示。錨掘機結構包括有電氣系統（電控箱、電氣回路等）、液壓系統（液壓泵站、液壓操作系統及液壓回路）等，并基于自動化控制系統實現錨掘機電電氣、液壓系統間協同控制。

表3 2417材料巷具體使用的錨掘機技術參數

2.2 現場應用分析

2.2.1 現場應用效果

2417材料巷使用掘錨機后，平均日進尺20~25 m，月進尺最高達到650 m，實現掘、支、工序平行，大幅提升掘進效率。具體掘錨機與綜掘機掘進進尺對比情況見下頁圖1所示。

圖1 掘錨機與綜掘機掘進進尺對比圖

2.2.2 生產中的優點

1）掘進速度快。使用傳統綜掘機日進尺只能達到12 m（3個班），使用快速掘錨機日進尺可達20 m（2個班）左右，單日進尺最高達到25 m。

2）成巷效果好。由于采用機械化臨時支護，實現掘錨同步，提高巷道支護效率，提高巷道成型效果。

3）減少作業人員勞動強度。原支護人員采用手持錨桿機作業，打錨桿時勞動強度大，作業繁重。使用快速掘錨機后，取消人工重復工作面臨時支護，減少無用重復作業；采用錨桿臺車作業，可大大減少作業人員勞動強度。

4）改善作業環境。提高作業人員安全系數。快速掘錨機配備臨時支護，減少工作面空頂作業時間，提高作業人員安全系數。

5）掘錨同步。掘進與錨護平行高效作業，互不影響；滑移式鉆臂結構設計，有效適應不同間排距錨桿支護要求。

6）超前探放。機載超前探測和疏放鉆機，真正實現《煤礦安全規程》中有掘必探的要求。

7）除塵效果顯著。采用泡沫除塵系統，粉塵區域與操作人員物理隔離，高效除塵，保障人員職業健康。

2.3 生產中存在問題及解決措施

2.3.1 存在問題分析

1）探放水鉆機與掘錨機進尺不相適應，速度慢，出現卡鉆現象；現對探放水鉆機的問題通過整改，臨時性解決，但在下個面需要進行改進。

2）錨桿鉆桿強度不夠，斷桿、卡桿現象嚴重，同時拆卸困難。

3）鋼帶孔眼小，需要加長孔眼長度，方便對孔。

4）爬爪電機離地面近，電機不防水，需要防范。

5）設備兩側空間窄，備料困難，備料最起碼需要1 h。

6）1號、2號機電纜、水管吊掛需要做防護解決方案，不能拖地。

7）綜掘機二運重量過重，皮帶機尾安裝的二運跑道承重量不足，容易發生變形，造成二運位移時脫離跑道。

2.3.2 問題解決措施

1）探放水解決措施。出井更換馬達、夾持器等完善退桿系統；探放水鉆桿長度由800 mm更換為1 000 mm，同時鉆頭應與長鉆桿相匹配。

2）針對圍巖支護存在錨桿鉆桿強度低、斷桿、卡桿以及鋼帶孔眼小問題，可通過供應科改進支護材料質量與尺寸實現。

3）爬爪電機處積水必須及時抽排，能否更換一個防水等級高的電機，需與中國鐵建溝通。

4）掘錨機滾筒為5 m，機身兩側行人距離窄，進料困難及設備運行時人員不安全，可在下個掘進工作面將截割滾筒加長（5.2~5.4 m）。

5）1號、2號機電纜和水管吊掛，重新布線，并盡量取消660 V電纜。

6）對二運配重問題，具體采取下述2個措施：二運加裝防倒油缸；1080皮帶機尾必須加固，能承受到16 t重的能力。

3 結論

1）掘錨機的應用對提高賀西煤礦的巷道掘進速度具有重要的現實意義。目前汾西礦業集團乃至山西焦煤集團大部分礦井都存在巷道進尺較慢的問題，掘錨機在山西焦煤集團公司推廣應用勢必可提升礦井巷道掘進效率。

2）文中對2417材料巷掘錨機現場應用效果、應用過程中存在問題進行了分析，并針對性提出整改措施，可在一定程度上提升掘錨機現場使用適應性。