大斷面煤巷連采機快速掘進技術及應用

摘 要：巷道掘進的快慢將直接影響采掘工作面的正常接替，本文以井工二礦煤巷掘進工作面為研究對象，介紹了采空區下大斷面煤巷的支護設計、快速掘進配套設備及掘進工藝，分析了大斷面煤巷快速掘進技術現場應用效果。

關鍵詞：大斷面煤巷；連采機；快速掘進

巷道快速掘進是一項綜合的施工工藝，掘進快慢不僅取決于掘進設備的現代化程度，且與各生產工序緊密相連，直接影響煤礦的開采速度。21世紀初國內出現了以連續采煤機為主要設備的煤巷快速掘進裝備，該裝備對提高煤礦掘進效率、緩解采掘失調、改善井下掘進面勞動條件及保障掘進安全具有重要的現實意義。

1 大斷面煤巷快速掘進施工工藝

1.1 地質條件

試驗巷道為21104、21105輔運巷，兩巷在11#煤層中掘進。11#煤層厚度2.75～7.47m，平均4.25m，11#煤層與上覆9#煤層間距2.1～10.83m，平均6.6m。煤層傾角2～10°，平均3°，頂板以砂質泥巖為主，平均厚4.18m；底板以粉砂巖為主，厚度平均7.49m。

1.2 支護設計

21104、21105輔運巷及聯絡巷的斷面形式為矩形，凈高3.5m，凈寬5m，凈斷面17.5m2，錨網索支護。頂錨桿采用Φ22×2400mm左旋螺紋鋼，每排5根，排距1200mm；頂錨索采用Φ17.8×5500mm鋼絞線，雙排布置，間排距2000×3600mm。兩幫支護采用Φ18×1700圓鋼錨桿，每排2根，間排距1200×1200mm。

1.3 掘進面成套裝備

連續采煤機掘進工作面設備主要由連續采煤機、運煤車（梭車或連續運煤系統）、四臂錨桿鉆車、給料破碎機、鏟車、帶式輸送機、移動變電站、局部通風機等組成。掘進工作面主要設備及其技術參數詳見表1。

1.4 掘進工藝及過程

掘進工藝。連續采煤機和四臂錨桿鉆車平行作業。連續采煤機在21105輔運巷落煤，同時連續采煤機上的裝載輸送機把煤裝到采煤機后部的梭車內，煤由梭車運入破碎機，再由破碎機均勻送入帶式輸送機運出。與連續采煤機割煤的同時，四臂錨桿鉆車在21104輔運巷內進行支護作業，其作業順序為定位、鉆眼、安裝錨桿。連續采煤機切割推進6m后退出21105輔運巷作業區，轉移到鄰近的21104輔運巷作業。這時完成21104輔運巷頂板支護作業的四臂錨桿鉆車立即進入21105輔運巷進行錨桿支護作業。鏟車跟隨錨桿機清理底板浮煤和其它雜物，保證道路暢通。

為保證連采設備拐彎順利，設計聯絡巷與21105輔運巷夾角70°，聯巷間距為70m，當掘進出一條聯絡巷后，膠帶輸送機進行移動一次，移動距離為70m（距聯絡巷口10m）。

2 大斷面煤巷快速掘進應用效果

2.1 掘進效率

試驗期間，平均單進水平為603m/月，最高進尺為32m/日，與普通綜掘單煤巷280m/月相比，月平均單進水平提高了2.1倍，日最高進尺提高了1.8倍，連采機掘進效率高。

2.2 支護效率

CMM4-20型四臂錨桿鉆車支護頂板平均每排13min，和普通MQT-130型錨桿機支護頂板平均20min/排相比，每排支護用時縮短了35%，支護效率高，且錨桿鉆車有臨時支護裝置，可實現臨時頂板的超前支護，支護安全性高于錨桿機。

2.3 巷道成型

由于切割工藝和滾筒形狀不同，針對矩形巷道，連采機施工的巷道頂幫平整、不留頂底角，巷道成型規整，比普通EBZ-160型綜掘機掘好。

2.4 地質條件適應性

連采機重量大，整機重量62t為普通EBZ-160型綜掘機1.4倍，掘進穿越破碎帶、斷層、陷落柱、積水區等地質構造時，連采機易發生臥底事故，且爬坡能力不如綜掘機。相反，綜掘機重量較輕，可沿煤層底板掘進，又可爬至煤層頂板施工，對地質條件適應性強于連采機。連采機快速掘進對地質條件要求高于普通綜掘機。

2.5 工人勞動強度

連采雙巷掘進采用錨桿鉆車支護，與綜掘單巷人工支護相比，工人勞動強度大大降低，同時安全性也比人工支護高。

2.6 文明生產

大斷面煤巷快速掘進時，梭車運煤路線內浮煤、煤泥較多，通常每掘進一個聯巷，留下浮煤、煤泥長度100m，鏟車清理不夠徹底，部分區域需人工清理。

3 結語

以連采機為主要掘進設備的大斷面煤巷快速掘進具有自動化程度高、掘進效率高、支護時間短、截割成型規范、工人勞動強度低等優點，但其對地質條件要求高、支護不夠及時、人工清理浮煤多等缺點也是不容忽視的。

參考文獻：

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作者簡介：

吳江偉（1987-），男，河南駐馬店人，助理工程師，畢業于河南理工大學安全工程專業，現在北嶺煤業綜采隊從事生產工作。