淺談綜掘工作面掘進施工技術

王偉 趙立瑰 趙艷軍

摘要：綜合機械化掘進機（簡稱“綜掘機”）已在大型現代化煤礦礦山中得到廣泛應用，并能大大提高掘進速度和功效。本文以中煤平朔井工三礦34203工作面主運順槽施工為例，淺談綜掘工作面掘進施工技術，以期對有色金屬礦山、軟巖隧道中的應用有所借鑒。

關鍵詞：綜掘機;掘進;施工組織

1.前言

綜掘機施工一般在巖石硬度系數f≦8的中硬及以下巷道掘進施工中發揮效能，在大型現代化煤礦礦山中應用較為廣泛[1-3]，當現場條件符合，在有色金屬礦山、軟巖隧道[4-5]中也可投入使用。綜掘與炮掘施工在工作面布置、施工組織、工藝與流程均有所差異，本文以中煤平朔井工三礦34203工作面主運順槽施工為例，淺談綜掘工作面掘進施工技術。

2.工程概況

中煤平朔集團井工三礦位于山西省朔州市平魯區，礦井面積18.0016km2，設計生產能力1000萬噸/年，是國有大型現代化礦井。礦井分一、二兩個采區，主采煤層為4煤、9煤、11煤。其中4煤煤層平均厚度11.75m，煤層傾角0°～15°，硬度系數f為1-3。煤層頂板為砂質泥巖、粉砂巖，底板為粉砂巖。34203工作面位于4煤二采區西側，主運順槽預計施工長度1490.5m，斷面為矩形斷面：寬×高=5.2m×3.5m，斷面面積18.2m2，采用EBZ-200型綜掘機沿煤層底板施工。

3.特點及適用范圍

綜掘機截割煤巖屬于物理方法，具有如下特點：1截割速度快，可以實現掘進、運輸連續作業，大大提高生產效率;2縮短建設施工周期，降低施工成本;3成巷質量高，巷道成型更易控制;4減少因圍巖穩定性較差而造成安全事故發生率;5無有毒氣體，節能、環保。

在煤巷、半煤巖巷以及巖石硬度系數f≦8的巷道掘進施工中生產效率高，截齒消耗低，可以發揮最大效能，在不利施工條件下，安裝高強截齒截割硬度可到f10。綜掘機可截割縱向工作坡度≤±18°的斜坡道、斜井。

4.主要結構及工藝原理

EBZ200型綜掘機，綜合了截割、裝運、除塵、自身行走等多種功能，主要由截割機構、裝載機構、運輸機構、行走機構、機架及回轉臺、液壓系統、電氣系統、冷卻滅塵供水系統以及操作控制系統等組成，見圖1。

綜掘機通過旋轉截割部，使截割頭上截齒與巖石在壓力作用下發生碰觸，利用物理作用把巖石從圍巖母體中剝離出來，再利用綜掘機上鏟板、星輪、第一運輸機、第二運輸機等配套設施把剝落的煤巖從掘進面轉送至皮帶上，由皮帶把煤巖從迎頭運出。詳細參數見表1。

5.工作面布置與配套設備

工作面內順槽皮帶、風水管、電纜、信號線、風筒等均布置在巷道右幫，如圖2所示。

采用合理的配套運輸方式是提高功效的重要因素，本巷采用如下配套完成原煤運輸作業：

EBZ200綜掘機一運刮板→二運橋式轉載機→34203主運順槽SSJ-1000膠帶運輸機→主運大巷膠帶運輸機→主井煤倉，見圖3。

6.施工組織及工藝流程

6.1施工組織

34203主運順槽施工時，采用“三八制”作業，兩個半班生產：早班先檢修后生產，中、夜班正常生產。在頂板完整的情況下，采用“一掘三錨”的循環方式，循環進尺為3m，最大空頂距3.3m，最小空頂距0.3m，最大空幫距5.3m;早班為一個循環，夜、中班為兩個循環;頂板破碎或不完整的情況下或過斷層帶必須嚴格執行“一掘一錨”的循環方式。

6.2工藝流程

（1）交接班、質量驗收：現場交接班，驗收上一班工程質量，發現隱患及時處理。確認無隱患后再生產。（2）“敲幫問頂”、檢查瓦斯：嚴格執行“敲幫問頂”制度，要用2m以上專用長柄工具處理掉頂幫活矸、危巖。嚴格檢查好作業地點20m范圍內瓦斯情況，瓦斯濃度大于0.8%嚴禁作業。（3）打超前短探：按礦井要求施工超前短探，無異常情況方可繼續施工。（4）截割、裝載：采用EBZ-200型掘進機進行截割，通過掘進機鏟板、扒載到掘進機運輸機上。由于巷道較寬，選擇從巷道中間進刀掏窩槽，進刀深度為截割頭三分之二為宜，EBZ-200型綜掘機截割頭長1200mm，每循環進刀為800mm。按照“之”字線路從中向左由底向頂依次進行切割，巷道左半部切割完成后，從中向右由底向頂依次進行切割，巷道右半部切割完成后，刷幫使巷道成形。截割方向如圖5所示。

（5）運輸：通過掘進機一運刮板、二運皮帶轉載至SSJ-1000皮帶機，通過外部煤流系統將煤運出。（6）臨時支護：臨時支護采用吊環插桿式，上吊環的錨桿螺紋長度不得小于20mm，采用兩根插桿，迎頭插桿要橫鋪兩塊厚度不小于50mm、寬不小于100mm的大板，大板距兩幫的距離不超過500mm。（7）永久支護：按照巷道支護要求，分別進行頂錨桿、幫錨桿、錨索、鋪聯網作業。（8）清理：清理浮煤，收拾工具。

7.結語

綜掘機的應用提高了井巷掘進的機械化程度，減少了人員的勞動強度，提高了施工的效率。為快速掘進創造了條件，但同時也對綜掘機質量、施工隊伍的維修與管理水平提出了更高的要求。

參考文獻：

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