試論巖巷綜掘機(jī)在快速掘進(jìn)中的應(yīng)用

【摘 要】目前煤礦巖巷掘進(jìn)85%以上仍以爆破法為主。傳統(tǒng)炮掘施工正規(guī)循環(huán)率低，工序復(fù)雜、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，施工過程中對(duì)圍巖破壞大，后期巷道修護(hù)工程量大。要改變這種現(xiàn)狀，就要走專業(yè)化和機(jī)械化之路。某礦采用巖巷綜掘機(jī)施工替代傳統(tǒng)炮掘施工，同時(shí)優(yōu)化勞動(dòng)組合和作業(yè)循環(huán)，大大提高了巖巷掘進(jìn)速度，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。本文結(jié)合某大巷綜掘作業(yè)線施工情況，闡述了綜掘作業(yè)線的施工工藝、勞動(dòng)組織、技術(shù)保障、設(shè)備改進(jìn)等，并針對(duì)施工中出現(xiàn)的問題提出了建議。

【關(guān)鍵詞】快速掘進(jìn)；施工工藝；綜掘機(jī)械化作業(yè)線

0.概況

某煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為3.85Mt/a，西三采區(qū)為礦井的接替采區(qū)，該區(qū)膠帶機(jī)巷的施工直接影響著礦井的正常生產(chǎn)接替。目前施工的膠帶機(jī)巷設(shè)計(jì)長(zhǎng)度3000m，斷面14.95m2。該巷道位于W3213工作面采空區(qū)下10～20m，巷道基本沿地層走向施工，施工方向視傾角為1°左右，巷道圍巖受采空區(qū)擾動(dòng)大。巖石主要為泥巖，部分區(qū)域含有砂巖，施工巷道內(nèi)巖石硬度系數(shù)小于7。巷道雖有砂巖裂隙水，一般出水量不大，表現(xiàn)為頂?shù)装宓瘟堋B水，正常涌水量小于1m3/h，具備采用巖巷綜掘作業(yè)線施工的條件。

西三采區(qū)膠帶機(jī)巷施工初期采用炮掘施工，由于工序復(fù)雜、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大等因素綜合影響，巖巷炮掘速度最快為130m/月，最慢為 61m/月，沒有達(dá)到現(xiàn)代化礦井的快速掘進(jìn)水平。巖巷掘進(jìn)速度過慢，將會(huì)嚴(yán)重影響采區(qū)正常生產(chǎn)接替，此外，采用炮掘工藝對(duì)巷道圍巖破壞程度大，增加了巷道后期維護(hù)成本，影響了礦井的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。因此，研究以綜合機(jī)械化設(shè)備為基礎(chǔ)的巖巷掘進(jìn)施工工藝，進(jìn)而提高巖巷掘巷效率和成巷質(zhì)量。

1.優(yōu)化施工工藝，實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)

針對(duì)以上現(xiàn)狀及存在的問題，該礦為了解決采掘接替困難，實(shí)現(xiàn)巷道的快速掘進(jìn)，主要對(duì)掘進(jìn)設(shè)備、支護(hù)參數(shù)、施工工藝、勞動(dòng)組織、運(yùn)輸系統(tǒng)等方面進(jìn)行了優(yōu)化，同時(shí)對(duì)員工業(yè)務(wù)技能提出嚴(yán)格要求，加大獎(jiǎng)罰力度，實(shí)施效果顯著。

1.1掘進(jìn)設(shè)備優(yōu)化

西三采區(qū)膠帶機(jī)巷炮掘施工時(shí)原采用人工鉆眼放炮方式掘進(jìn)，P-60耙矸機(jī)扒貨，矸石落入到1.5t 礦車內(nèi)，人工推車后由8t蓄電池機(jī)車牽引運(yùn)輸，這種施工方式勞動(dòng)效率較為低下。采用機(jī)械化設(shè)備掘進(jìn)后，現(xiàn)改用EBZ-260掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)、SDJ-80膠帶機(jī)出矸、矸石落入1.5t礦車內(nèi)，采用慢速絞車?yán)龊笥?t蓄電池機(jī)車牽引運(yùn)輸，同時(shí)采用 QOS—420LZ除塵風(fēng)機(jī)對(duì)巷道降塵，大大提高了巷道的掘進(jìn)速度，降低了巖塵。新的綜掘系統(tǒng)可拆卸，方便下井、運(yùn)輸及安裝，而且設(shè)備自質(zhì)量大，穩(wěn)定性高，故障率低。

1.2優(yōu)化支護(hù)設(shè)計(jì)

由于巖巷綜掘施工取消了打眼放炮環(huán)節(jié)，對(duì)巷道圍巖松動(dòng)圈破壞范圍小，提高了圍巖的穩(wěn)定性。通過對(duì)該礦圍巖分類研究，根據(jù)施工工藝的不同，采用差異化支護(hù)方式，將巷道幫部錨桿由準(zhǔn)22×2400mm 變?yōu)闇?zhǔn)22×2000mm，間排距由800mm×800mm變?yōu)?00mm×900mm，同時(shí)取消初噴，直接復(fù)噴一次成巷，此項(xiàng)措施大大節(jié)約了支護(hù)時(shí)間，為綜掘機(jī)快速掘進(jìn)創(chuàng)造了條件。按照西三采區(qū)膠帶機(jī)大巷更改支護(hù)參數(shù)前后的統(tǒng)計(jì)，每100m巷道（13根/排）可節(jié)省208根錨桿（頂部節(jié)省125 根，幫部節(jié)省83根）的支護(hù)時(shí)間，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)每根錨桿從打眼至安裝結(jié)束平均需要5min，預(yù)計(jì)可節(jié)約時(shí)間18.7h，根據(jù)巖巷綜掘正規(guī)循環(huán)計(jì)算，18.7h可以完成2～3個(gè)循環(huán)進(jìn)尺（4～5m）。

1.3巖巷綜掘施工工藝和勞動(dòng)組織

1.3.1施工工藝

綜掘機(jī)掘進(jìn)：交接班→安全確認(rèn)→檢查瓦斯、綜掘機(jī)割巖→敲幫問頂→掛金屬網(wǎng)→打設(shè)臨時(shí)支護(hù)→掛防片幫網(wǎng)→打設(shè)上部錨桿→檢查瓦斯、出矸→掛金屬網(wǎng)、打下部錨桿→噴漿。

綜掘施工與普通爆破作業(yè)法相比，少了打眼爆破程序，施工工藝簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng)可操作性增強(qiáng)；同時(shí)割、裝、運(yùn)全部機(jī)械化操作；迎頭作業(yè)人員減少，提高了安全系數(shù)和勞動(dòng)效率。

1.3.2勞動(dòng)組織

采用單班正規(guī)循環(huán)作業(yè)，每小班一個(gè)循環(huán)1.8m，1d 三循環(huán)，每循環(huán)切割進(jìn)尺一般為2h，錨網(wǎng)噴支護(hù)及出矸石需要6h，機(jī)械化掘進(jìn)原班進(jìn)尺5.4m。施工隊(duì)伍定編為83人：隊(duì)長(zhǎng)及技術(shù)員3人，小班職工60 人，負(fù)責(zé)迎頭進(jìn)尺；后路職工12人，負(fù)責(zé)文明生產(chǎn)、打永久水溝；機(jī)電小班 8人，負(fù)責(zé)設(shè)備、機(jī)械化作業(yè)線檢修維護(hù)。與炮掘崗位相比，增加掘進(jìn)機(jī)司機(jī)，減少耙矸機(jī)司機(jī)、打眼工；機(jī)電工人數(shù)增加較多。

1.4改進(jìn)運(yùn)矸系統(tǒng)

采用掘進(jìn)機(jī)裝巖，皮帶機(jī)配合1.5t礦車聯(lián)合出矸。出貨系統(tǒng)為：掘進(jìn)機(jī)裝貨→西三采區(qū)膠皮帶機(jī)→1.5t礦車→西三采區(qū)膠皮帶機(jī)2#聯(lián)巷→西三采區(qū)軌道大巷→西一提料上山下部車場(chǎng)→西翼軌道大巷→電瓶車運(yùn)至副井下口→地面。

1.5加大獎(jiǎng)罰力度，提高工人業(yè)務(wù)水平

綜掘司機(jī)的技術(shù)水平是進(jìn)尺快慢的關(guān)鍵。為提高綜掘機(jī)司機(jī)技術(shù)水平，該礦開展了司機(jī)技術(shù)比拼活動(dòng)，每天根據(jù)小班寫實(shí)記錄統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)掘進(jìn)速度快、掘進(jìn)質(zhì)量高的司機(jī)進(jìn)行加分獎(jiǎng)勵(lì)。通過技術(shù)比拼活動(dòng)，綜掘司機(jī)水平明顯提高，每循環(huán)掘進(jìn)速度由原來的90min減少到 60min，掘進(jìn)后巷道輪廓平整，杜絕了超、欠挖現(xiàn)象；同時(shí)，對(duì)錨桿支護(hù)工也采取了同等激勵(lì)機(jī)制，取得了良好的效果。

2.使用初期主要存在的問題及改進(jìn)情況

（1）因除塵風(fēng)機(jī)安裝在皮帶機(jī)機(jī)尾承載梁上，導(dǎo)致機(jī)尾承載梁長(zhǎng)度不足。（2）除塵風(fēng)機(jī)風(fēng)量與迎頭風(fēng)量不匹配，造成除塵效果差。（3）掘進(jìn)機(jī)操作時(shí)截割電機(jī)過載故障頻繁，掘進(jìn)效率低。對(duì)以上情況進(jìn)行了改進(jìn)：將機(jī)尾承載梁延長(zhǎng)兩節(jié)，安裝了風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置，將掘進(jìn)機(jī)切割功率設(shè)定值加大，并對(duì)操作人員現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)，掌握合理的切割方法。此外，為加快施工進(jìn)度，掘進(jìn)頭采用取消初噴、復(fù)噴滯后的措施，出貨系統(tǒng)上改進(jìn)落矸漏斗，實(shí)現(xiàn)不間斷運(yùn)輸。采用上述措施，掘進(jìn)機(jī)組進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，最高班進(jìn)尺4排（3.6m），最高日進(jìn)尺11排（9.9m），最高月進(jìn)尺245m。通過對(duì)系統(tǒng)及工藝的改進(jìn)和優(yōu)化，西三采區(qū)膠帶機(jī)巷月進(jìn)尺量及工效有了顯著提高，巷道的掘進(jìn)成本也下降明顯。

3.結(jié)論

與傳統(tǒng)的炮掘工藝相比，巖巷綜掘工藝具有施工工藝簡(jiǎn)單、勞動(dòng)效率高、掘進(jìn)安全系數(shù)大、巷道成型好、支護(hù)成本小、設(shè)備適應(yīng)強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，適用于類似地質(zhì)條件下巖石巷道的快速掘進(jìn)。但是，根據(jù)實(shí)際使用過程中的總結(jié)，對(duì)于綜合機(jī)械化掘進(jìn)施工提高生產(chǎn)效率還有如下幾點(diǎn)建議：①根據(jù)巷道圍巖的地質(zhì)條件及用途，從設(shè)計(jì)源頭上選用合適的支護(hù)方式，在保證支護(hù)強(qiáng)度和安全的條件下，合理安排施工工序，盡量保持平行作業(yè)。②配備技能熟練的機(jī)電工，機(jī)械設(shè)備檢修與維護(hù)分工明確，責(zé)任到人，最大限度地減少設(shè)備影響。③形成完善的通風(fēng)、運(yùn)料、排矸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化運(yùn)輸，為快速掘進(jìn)創(chuàng)造條件。④采用激勵(lì)措施，最大程度地調(diào)動(dòng)工人的勞動(dòng)積極性，使各項(xiàng)工作都落到實(shí)處，提高綜掘機(jī)的利用率，促進(jìn)生產(chǎn)。

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