回采巷道橫川拐彎掘進施工工藝應用

王衛衛

（山西長平煤業有限責任公司，山西 晉城 048000）

建設高產高效礦井，必須合理安排礦井采掘銜接，工作面回采與巷道掘進相協調。目前我國煤礦采煤工作面機械化程度在90%以上，掘進機械化程度僅達到60%左右，有些甚至只有40%。掘進工作面機械化程度低、掘進效率低，是影響我國煤礦采掘銜接緊張的主要原因[1]。煤礦巷道在掘進過程中常常遇到需要拐彎的情況，特別是回采巷道在掘進過程中往往需要同步掘進橫川，而拐彎施工前期由于沒有完善的機械化出煤系統，需要采用人工清煤的出煤方式，導致作業人員勞動強度大，作業時間長，掘進效率低。探索橫川拐彎掘進施工新工藝，提高橫川掘進效率，對緩解礦井采掘銜接緊張具有重要意義。多位技術專家結合各自礦井具體條件，研究了相應的巷道拐彎掘進施工工藝，取得了一定的應用效果[2-5]。

1 概況

長平礦主采3號煤層，煤層強度低，節理、裂隙發育，煤層f＜2，平均厚度為5.75m，煤層傾角0°～12°，平均4°，煤層埋深在450～600m之間。煤層直接頂板為泥巖，厚度3.30m，黑色，薄層狀，水平裂隙發育，層面上見云母及植物化石碎片；基本頂為粉砂巖，厚度約4.40m，灰黑色，薄層狀，波狀層理，層理面見云母碎片，與灰色薄層細砂粒巖互層；直接底為泥巖，厚度0.67m，黑色，薄層狀，水平裂隙發育，層面上見云母及植物化石碎片；基本底為粉砂巖，厚度2.09m，灰黑色，薄層狀，波狀層理，層理面見云母碎片，與灰色薄層細砂粒巖互層。

3#煤四盤區工作面巷道設計為雙巷布置，巷道沿煤層頂板布置掘進作業。為了滿足巷道通風需要，巷道每隔80m設計施工1個通風橫川。巷道間通風橫川設計凈長度55m（幫對幫），寬5m，高4m，斷面20m2，錨桿（索）支護排距為1m。在巷道掘進到設計橫川位置時，即進行橫穿拐彎掘進施工。采用以往的橫川拐彎施工工藝，掘進一個60m橫川需要11d時間，且需要人工出煤，作業人員勞動強度大，勞動效率低，嚴重影響采掘銜接。因此，引入了ZCY60R側卸式裝巖機，助力回采巷道橫川掘進施工。

2 傳統技術工藝及存在問題

2.1 傳統工藝

長平礦采用“三八”制作業模式，即兩班生產，一班檢修。早班為檢修時間，中班、夜班為生產時間，生產班正規循環作業4m/班。以往回采巷道橫川施工工藝為：在回采巷道掘進至橫川設計位置時，采用EBZ150A綜掘機進行橫川掘進施工。

前四天做開口準備，采用機組割煤，并進行巷口5m×5m抹角施工，采用人工出煤，四天累計進尺11m。機組完全進入橫川后，第五天檢修班安裝工作面40T溜子，中班正常割煤，第五天和第六天由于未安裝轉載機，仍采用人工清煤，每天正常割煤4m，第六天結束后累計進入橫川19m。第七天早班檢修班安裝轉載機，中班、夜班正常組織生產，直至第十天結束，每天保證8m進尺，累計進入橫川51m。第十一天中班正常組織生產，夜班貫通，開始退機，進行橫川貫通后的收尾作業。

2.2 存在問題

在橫川掘進施工前六天，由于橫川掘進出煤系統不完善，需要采用人工進行清煤和出煤工作，作業人員勞動強度大，作業效率極低，前六天累計進尺僅有19m，制約礦井采掘銜接安排。

橫川拐彎施工前期，沒有完善的“轉載機+溜子”出煤系統，沒有建立機械化出煤系統是導致巷道橫川掘進施工效率低的主要原因。因此，必須引入機械化出煤設備，提高橫川拐彎施工效率。

3 機械化出煤工藝應用

3.1 機械化出煤工藝

采用ZCY60R側卸式裝巖機代替人工進行清煤和出煤。新工藝橫川拐彎前三天采用機組割煤（帶抹5m×5m角）、ZCY60R側卸式裝巖機進行清煤的方式進行出煤，第四天安裝40T溜子，第六天機組安裝轉載機使用二運進行出煤進入正規循環作業。具體方法如下：

（1）第一天：早班檢修班拆除轉載機，在正巷皮帶機尾安裝40T溜子一部，將側卸式裝巖機開至機組后（40T溜子旁），為中班開口做準備，提前施工鎖口錨索，拆除網片，將供電系統、風筒、風水軟管、激光、設備等移至橫川開口處；中班，橫川開口期間和抹角（5m×5m）同步進行，機組斜割開口，割2通排；夜班繼續割2通排，第一天共計拐進橫川4m。

（2）第二天、第三天：中班、夜班正常組織生產，每班割2通排，第三天共計拐進橫川12m。

（3）第四天：早班檢修班安裝工作面40T溜子一部，未安裝轉載機，側卸式裝巖機開至工作面溜子旁配合清煤，中班、夜班正常組織生產，每天保證6m，第四天共計拐進橫川18m。

（4）第五天：中班、夜班正常組織生產，每天保證6m，第五天共計拐進橫川24m。

（5）第六天：早班檢修班安裝轉載機，中班、夜班正常組織生產，每天保證8m，第六天共計拐進橫川32m。

（6）第七天、第八天：中班、夜班正常組織生產，每天保證8m，第六天共計拐進橫川48m。

（7）第九天：中班正常組織生產，夜班貫通，開始退機，進行橫川貫通后的收尾作業。

3.2 應用效果

通過在長平礦四盤區4308工作面回采巷道掘進過程中的成功應用可知，采用ZCY60R側卸式裝巖機代替人工進行清煤和出煤后，完成一個55m橫川施工，相比舊工藝可提前兩天完成掘進施工作業，施工效率提升18.2%，明顯降低了作業人員的勞動強度，實現了橫川掘進施工機械化。分析可知，ZCY60R側卸式裝巖機具有以下優點：

（1）在短距離運輸中，ZCY60R側卸式裝巖機可以代替鏟車運輸材料、備件、溜子備件、轉載機構件等較大型設備，大大節省工人勞動強度和體力，同時提高了工效。

（2）由于ZCY60R側卸式裝巖機車身窄、長度短，靈活，機動性強。可以將設備運至安裝地點，且其在安裝過程中能代替吊鏈完成起吊；安裝機頭時能直接到位；在續接溜槽時，ZCY60R側卸式裝巖機可以更方便地將溜槽、大鏈運至作業地點，省去人工抬槽、拖大鏈的勞動強度；續接95mm2電纜時，能節省10個人工。

（3）施工水倉底部、各類硐室、巷道內底鼓區域清煤時，能大大節省人工清煤量，并節省清煤時間。

（4）由于側翻車為履帶式，適應在軟煤底板區域作業。

4 結語

3#煤回采工作面雙巷之間每隔80m需掘進橫川，采用ZCY60R側卸式裝巖機代替人工進行清煤和出煤，實現了橫川拐彎掘進施工的全程機械化，可以極大降低作業人員的勞動強度，提高橫川拐彎施工的施工效率，減少了回采巷道掘進時間，有效緩解礦井采掘銜接緊張局面。