淺談半煤巖快速掘進工藝研究

張延亮

（冀中能源股份公司葛泉礦 河北 邢臺 054102）

1 工作面概況

13503工作面是葛泉礦5號煤半煤巖掘進相對地質條件較簡單的工作面，該面位于三采區上山左翼，運輸巷設計長度820米，運料巷設計長度 860米，煤層傾角最小13°，最大26°，平均 19°左右，煤層厚度在1.10——1.52米間，平均為1.30米。工作面標高在-100——-240米之間，地面對應是沙河河床，掘進對地面無影響。本區水文地質條件較復雜，主要充水水源為：5#煤頂板野青灰巖含水層、底板砂巖水、伏青灰巖水。根據比擬法和大井法并結合5#煤回風巷、13508工作面鉆探及涌水量預計該區5#煤層正常涌水量為30m3/h，最大涌水量為60m3/h。掘進受鉆探防治水影響較大。

該工作面巷道掘進規格為4×2.6米，采用錨網支護，頂幫錨桿間排距均為800×800mm，錨索梁邁步布置兩道，排距1.1米，間距3米。該工作面配備掘進機兩臺，運料巷為EBZ100型型懸臂式半煤巖掘進機，運輸巷為EBZ135型型懸臂式半煤巖掘進機。2012年3月份在掘進創水平活動中，創出了半煤巖巷單孔掘進736米的好成績，為同等條件下半煤巖掘進積累了寶貴的經驗。

2 半煤巖快速掘進工藝研究

1）超前統籌謀劃，做好超前鉆探與進尺關系，實現平行作業。

5號煤主要受底板砂巖水、伏青灰巖水影響，掘進前必須進行超前鉆探。針對5號煤這種地質情況，超前謀劃，優化鉆探擺布，減少鉆探工程制約。2月底13503運輸巷剩余520米、13503運料巷剩余270米與四采區軌道上山貫通，如采用我礦原有的150型鉆機進行防探水鉆探，每次最多探150米掘進120米。如果完成736米進尺，需要分5次鉆探施工，還需要進行鉆機轉運、拆除安裝等工作，嚴重影響快速掘進。通過選用ZDY1900S（MK-5）鉆深300m大功率鉆機，使得一次探測可以增加到300米；同時優化鉆探施工組織，實現打鉆與掘進平行作業大大降低了超前鉆探對進尺的制約。首先在運料巷施工300米超前鉆孔（2月底鉆探施工完畢），在運料巷掘進的同時，在運輸巷迎頭進行超前鉆探施工，運料巷掘進到停頭位置前運輸巷超前鉆探工程完畢。搬家到運輸巷進尺，利用該工作面處在兩條上山之間掘進貫通的特點，掘進的同時在四采軌道上山反向對運輸巷進行鉆探施工，實現鉆探的無縫對接，可以使運輸巷直接掘進與四采軌道上山貫通，也減少了一次掘進搬家。

2）堅持掘進裝備系列化，改善作業環境，保證快速掘進。

13503運輸巷、運料巷全部實現機掘、軌道、卡軌車、皮帶跟頭，物料也隨之前移，改變了過去人工扛料、抬大件等情況，大大降低了工人的勞動強度，提高了掘進效率。

推廣應用大功率掘進機，運輸巷裝備了EBZ-135功率掘進機，與運料完EBZ-100掘進機比較，EBZ-135掘進機在半煤巖掘進中，割煤巖速度快、運行穩定，截齒強度大，故障率低，極大提高了勞動效率，減少循環進尺時間，適合半煤巖巷掘進。EBZ100型掘進機割煤巖速度、小刮板輸送機運輸能力等都略有遜色，切割部電機出現了二次損壞，掘進機電機等大件通過便利的運輸系統，在一個小班內可以完成從運輸到更換，從而也保證了快速掘進。

另外，在運輸巷80T皮帶運輸問題上，因地質構造影響，巷道方位需向下擺動15度。如果直接拐彎會造成皮帶無法正常使用，即使加抗偏棍效果也不理想。為保證在不增加運輸設備的前提下能保證皮帶正常運轉，結合技術部門對巷道進行了優化設計，把15度拐彎分兩次完成。先擺動7.5度，在掘進20米后再擺動7.5度，拐彎處聯合抗跑偏裝置的使用，這樣不僅保證了一部皮帶的正常運轉至巷道貫通，同時甩開的斷層對掘進的影響。

在工作面迎頭使用除塵風機，加上汽動式幫錨桿機加導風護罩、防塵水簾、降塵噴霧等小改小革技術的使用，極大的降低的粉塵濃度，改善了作業環境。

3）進一步優化支護設計，嚴格推行正規循環作業

（1）優化支護設計

①根據13503工作面頂板及圍巖條件情況較好，頂板最大控頂距由2排1.8m，改為3排2.7m，減少循環次數，加大每循環進尺量。

②針對兩幫巖石底根幫錨桿施工困難，施工時間長的問題，變原φ16×2000mm圓鋼錨桿，為φ16×1500mm復用錨桿，并在巷道巖石底幫完整處，底根錨桿距底板放寬為不超過800mm。通過以上支護參數優化，即滿足支護強度，節省了材料費用，同時又減少職工勞動強度，極大提高掘進效率。

（2）細化支護流程，嚴格推行正規循環

①充分發揮平行交叉作業的優勢，采用“頂板中部支護先行，兩側隨后支護；煤幫先封，巖石底根后補”的方式，大大提高了掘進效率。

兩臺錨桿機同時對頂板進行支護，每排6根錨桿，先打中間4根，后補兩幫2根。兩臺風動幫鉆機對兩幫各打2-3排錨桿對煤幫進行支護，在掘進機割煤的過程中，安排剩余人員在掘進機后補打底部幫錨桿。這樣就解決了幫支護速度滯后的問題。

②嚴格落實措施，切實保障正規循環。

優化勞動組織，明確分工。采用迎頭“四六”制，后路 “三八”制作業方式。

進尺組4個，每組15人，“四六”制作業方式，掘進一次成巷。循環進度2.7米，每班3個循環，班進8.1米，日進32.4米（可多循環作業），工效達0.393米/工。預備組“三八制”作業，負責開皮帶、井下鋪設軌道、延長卡軌車、運料；地面勤雜組負責下回物料、電器設備等。各條皮帶司機也實行包機包片制度。在實際工作中既有分工，又要相互配合，共同完成進尺任務。

4）加強機電設備的維護保養

機械化掘進工作面，機電設備的正常運行至關重要。無論是運輸設備還是掘進設備出現問題都會直接影響到進尺的正常進行。因此，加強機電設備的檢修維護是保證機電設備正常運行的前提。首先，抽調一批技術精干、責任心強的機電工成立一支檢修隊伍上早班，利用頂幫支護的時間對機電設備的關鍵部位進行檢修保養，如有特殊情況，寧可早班少進尺也要保設備檢修保養正常進行，另外在各小班另配備一員機電工對設備進行必要的維護。其次，是對各臺機電設備分包機到人，具體人對所包設備的重點部件關鍵環節進行重點檢修維護，從而保證了各臺機電設備的正常運行。

3 結論

要保證安全快速掘進，首先，倡導推廣掘進裝備系列化和大功率鉆機的使用，不僅可以提高掘進效率，而且降低了工人勞動強度。其次，強調正規循環，它是快速掘進的必要條件，創水平奪高產不是要蠻干，而是強調每個班按標準化進行施工，同時給下個班打下個好的生產基礎。第三，不斷提高作業人員的業務素質，使作業人員對設備不僅要會應用，更要會維護保養。第四，對生產中存在的問題要針對性的進行小改小革，使困難及時迎刃而解，同時將所有小改小革形成系統化、制度化，為今后生產積累寶貴經驗。