煤巷掘進高效機械化作業線建設與實踐

盧永戰

摘 要：某礦1513運輸順槽針對巷道掘進效率低、機械化程度低、人員勞動強度大和安全系數差的問題，結合現場情況對作業線進行優化升級，通過使用懸臂式掘進機、液壓錨桿鉆車、液壓探水鉆車、轉載機、可伸縮帶式輸送機等掘進及運輸設備，建立了巷道掘進的機械化作業線，提高了巷道掘進的機械化程度，促進了巷道掘進安全系數和單進水平的有效提升。

關鍵詞：機械化；單進水平；錨桿鉆車；臨時支護

中圖分類號：TD263 文獻標志碼：A

1 基本情況

某礦1513運輸順槽，為煤巷，煤層平均厚度5.22 m，其中煤層中上部含有一層夾矸，夾矸層平均厚度1 m，夾矸上部煤層平均厚度0.8 m，該巷道沿煤層頂板掘進，巷道采用錨網支護，排拒1.2 m，頂部每排5根錨桿，幫部每排4根錨桿/幫，巷道設計寬度4.9 m，設計高度4.1 m。巷道掘進過程中，采用物探、鉆探相結合的探水方式，探鉆深度為60 m，允許掘進30 m，預留30 m超前距。巷道由于受施工斷面大、運輸距離遠、鉆探頻繁等因素的影響，影響了單進水平的提升，給工作面接替造成困難。

2 技術實施方案

2.1 作業方式

巷道采用EBZ-160掘進機進行破煤裝煤，后配有轉載機，SJ-80型皮帶運輸機，CMM2-15錨桿液壓鉆車進行支護組成綜合機械化掘進系統。采用一次成巷的掘進方式，一次割夠兩排支護距離（排距1.2 m），緊靠工作面的永久支護距工作面迎頭之距不大于0.4 m，割煤后不大于2.8 m。巷道采用掘支單行，一次成巷的作業方式。

2.2 臨時支護架設方式

巷道截割成形后，將機組退出距永久支護下不小于6 m、距行人側巷幫不小于1.5 m處，鏟板、截割頭落地并停電、閉鎖掛停電牌。將液壓鉆機車開至工作面最后一排永久支護下，人員站在永久支護下進行敲幫問頂，確認頂幫安全后，操作人員站在永久支護下的液壓錨桿鉆機平臺上把頂部網片和鋼筋托梁放置在前部支撐臨時支護的平臺上，然后人員在鉆臂操作臺后方，開進液壓錨桿鉆機，待液壓錨桿鉆機開至夠一排支護距離后，再將液壓錨桿鉆機前部支撐的超前臨時支護升起將頂部網片和鋼筋托梁托住頂板，達到一定初撐力，然后進行聯網、永久支護。

2.3 支護工藝流程

機組出完煤→退機組→開進液壓錨桿鉆車→敲幫問頂→在永久支護下將網片放至液壓錨桿鉆機車超前臨時支護上→開進液壓錨桿鉆車達一排支護距離→調整網片位置→將超前臨時支護升起將網片托住頂板→聯網→永久支護，見表1。

2.4 超前鉆探施工方式及技術要求

超前鉆探采用CMS1-3200/58型煤礦用深孔鉆車進行施工，該鉆車是以電機為動力帶動液壓泵，液壓馬達驅動履帶行走、液壓馬達驅動鉆具，可實現180°水平回轉，垂直升降350 mm，-45 ?～+45 ?俯仰角的全方位鉆孔作業等功能。鉆機鉆桿直徑為50 mm，鉆頭直徑為65 mm。每次鉆探設計4個鉆孔，鉆孔深度60 m，采用濕式鉆探不取芯方法進行。具體孔位布置要求為：

1#孔：距巷道左幫2.45 m，距巷道底板1.4 m；設計孔深60 m，仰俯角相對于掘進方向為0°；2#孔：距巷道左幫1.1 m，距巷道底板1.4 m，設計孔深63 m，仰俯角相對于掘進方向為0°；3#孔：距巷道右幫1.1 m，距巷道底板1.4 m，設計孔深63 m，仰俯角相對于掘進方向為0°；4#孔：距巷道左幫2.45 m，距巷道底板1.8 m，設計孔深61 m，仰俯角相對于掘進方向為1°。

探鉆具體技術要求為：1）鉆孔見空無涌水結束、終孔無涌水結束，可以掘進；鉆孔見空有涌水，放水后掘進；鉆孔未見空有涌水，水量不影響安全生產，可以掘進，水量較大時，放水確認安全方可掘進。2）每次探放掘進方向上的水平距離為60 m，安全情況下掘30 m保留30 m安全煤（巖）柱。3）鉆孔距幫設計不小于20 m。4）鉆孔設計是按巷道斷面尺寸計算的，在實際定孔位時，要嚴格以巷道斷面尺寸進行定位。5）根據物探報告結合現場，適當增加鉆孔進行驗證。6）鉆孔方位角以鉆孔鉆進方向為標準。

3 施工安全技術要求

3.1 臨時支護形式

（1）巷道成形后，機組靠非行人側退至運輸設備機尾，將截割頭降落至底板，然后將機組電源停電、閉鎖并掛停電牌。

（2）頂板正常時，利用液壓錨桿鉆機車前部支撐的超前臨時支護升起將頂部網片和鋼筋托梁托住頂板，進行臨時支護。

3.2 臨時支設備及數量

臨時支護采用液壓錨桿鉆車上自帶的液壓臨時支護裝置進行支護。

3.3 施工方法

3.3.1 鉆孔施工

開眼位時，馬達旋轉不可過快，打眼時，鉆臂推力要調小一些。當鉆進30 mm左右后，方可逐步加快轉速，加大推力，進入正常鉆孔作業。鉆孔到位后，關閉油泵控制閥、調小出水量，減慢鉆桿轉速，降下一、二級油缸，使鉆臂一、二級油缸復零位。

3.3.2 攪拌和安裝錨桿（索）

當人工用錨桿（索）將錨固劑推入孔底，安裝錨桿（索）時，鉆車轉速應先以中速為宜，然后開足馬力攪拌，鉆臂油缸推進時間應與攪拌時間相吻合。錨固完成后，上托盤預緊到設計值。不允許使用彎曲不直的錨桿，將錨桿（索）插入錨桿孔應能自由轉動，無卡緊狀況。

3.3.3 收尾作業

（1）支護完成后，將各鉆臂收回、復位，降下操作平臺，退出鉆車至工作面運輸設備機尾處停機。

（2）停機后要檢查機組是否有損傷，螺絲是否有松動，各油管是否有漏油，發現問題要及時處理，并將情況匯報值班室。

（3）停機后，及時關閉水，鉆車司機必須將鉆車停電、閉鎖并掛停電牌。

（4）停機后要清理機組表面的油污和機組上的浮煤，確保文明生產達標。

3.4 施工要求

施工錨桿鉆孔時鉆頭采用直徑28 mm的金剛鉆頭。錨索鉆孔時，鉆頭直徑28 mm的金剛鉆頭，鉆桿全部采用B19鉆桿，開眼位時，鉆桿旋轉不可過快，如果打頂眼，鉆臂推力要調小一些。當鉆進30 mm左右后，方可逐步加快轉速，加大推力，進入正常鉆孔作業。鉆孔施工完成后，減慢鉆桿轉速，降下一、二級油缸，使鉆車一、二級油缸復零位。

3.5 質量要求

鋼筋網要用前臨時支護托好，臨時支護的排距與永久支護的排距一致。

最大、最小控頂距（永久支護距工作面迎頭的距離）：循環進度為2.4 m時，最大臨時控頂距為2.8 m，最小控頂距為0.4 m。

4 應用效果

該作業線的應用有效地提高了巷道掘進的機械化水平，降低了職工的勞動強度，提高了各工序的施工效率和單進水平，月增加進尺60 m左右。

超前探鉆車的使用，使鉆車移動及鉆水作業施工更加方便，節省了鉆探時間，將原來必須由2～3個班完成的探鉆作業，減少到由1個班完成，有力地增長了掘進時間。

同時，錨桿鉆車的使用有效地提高了臨時支護的支護強度，提高了巷道掘進的安全系數，為安全生產提供了保障。

參考文獻

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