軟巖巷道掘進(jìn)機(jī)拐彎快速掘進(jìn)技術(shù)研究

閆高峰

(潞安環(huán)能股份公司 常村煤礦，山西 長治 046102)

軟巖巷道掘進(jìn)效率低下是目前礦井面臨的難題，炮掘效率低，機(jī)掘效率雖略高，但事故率卻又居高不下，嚴(yán)重制約了掘進(jìn)效率，同時(shí)也影響到了礦井銜接，不利于礦井建設(shè)。尤其是在拐彎施工時(shí)，安裝膠帶距離不夠，安裝煤溜出石頭事故率高的情況更為凸顯[1]。本文主要通過對(duì)設(shè)備革新和變更施工工藝來提高掘進(jìn)效率，減少事故影響，減少職工勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)確保礦井銜接。

1 工作面概況

2205膠巷反掘膠帶機(jī)頭段為軟巖巷道掘進(jìn)，巖性為砂質(zhì)泥巖，使用機(jī)掘機(jī)型為EBZ160型懸臂式掘進(jìn)機(jī)，其砂質(zhì)泥巖的巖石硬度系數(shù)小于掘進(jìn)機(jī)機(jī)組截齒硬度，滿足機(jī)掘條件。機(jī)頭段為反掘施工，與2205膠巷材料聯(lián)巷夾角為50°，在反掘膠帶機(jī)頭段時(shí),2205膠巷正掘段已施工至回風(fēng)通道，形成通風(fēng)系統(tǒng)，巷道位置關(guān)系如圖1所示。

圖1 巷道位置關(guān)系

2 采取措施

2.1 設(shè)備創(chuàng)新

拐彎施工巖巷時(shí),由于施工距離不滿足安裝80膠帶或簡易膠帶，一般均采用煤溜出煤的方式掘進(jìn)。但煤溜出石頭時(shí)卡鏈、絆鏈、刮板彎曲及連接環(huán)磨損變形等情況增多，煤溜負(fù)荷大，導(dǎo)致煤溜開不起來，配件損耗大，要是檢修跟不上或處理不及時(shí)均會(huì)造成機(jī)電事故，煤溜事故處理起來都需要很大的人工投入，且處理時(shí)間長，嚴(yán)重制約著隊(duì)組的正常掘進(jìn)速度。通過技術(shù)創(chuàng)新的手段制作了一種可延伸型電滾筒簡易膠帶，其安裝距離大大縮短，5 m時(shí)即可安裝，與煤溜安裝距離一致，可以代替煤溜使用。

該可延伸型電滾筒簡易膠帶由機(jī)頭大架、卸載電滾筒、改向電滾筒、中間架、機(jī)尾架、機(jī)尾靴組成。自制100型機(jī)頭大架，使用礦淘汰機(jī)電配件11 kW電滾筒兩部，卸載部和改向部各一部，同步運(yùn)行提供22 kW動(dòng)力，可滿足掘進(jìn)100 m。如圖2所示，可延伸型電滾筒簡易膠帶減少了機(jī)頭段的中間架，少了儲(chǔ)帶倉，大大縮短了膠帶的安裝距離，安裝、運(yùn)行均與80膠帶安裝標(biāo)準(zhǔn)一致，職工也便于上手，可縮短新設(shè)備培訓(xùn)時(shí)間。

圖2 可延伸型電滾筒簡易膠帶機(jī)頭

2.2 優(yōu)化施工工藝

在銳角拐彎掘進(jìn)時(shí)無法帶二運(yùn)拐彎，一般需要安裝2部40煤溜才可滿足出煤要求。但在技術(shù)革新可延伸電滾筒簡易膠帶的支撐下，可以將煤溜變更成膠帶，同時(shí)根據(jù)已掘巷道的位置關(guān)系，采取圖3方式布置膠帶，并將臨時(shí)單軌吊道位置布置到3號(hào)膠帶上方，確保二運(yùn)落煤點(diǎn)在3號(hào)膠帶上方，即可滿足掛二運(yùn)掘進(jìn)，從而提高出煤效率。該膠帶裝置由于無儲(chǔ)帶倉，拖機(jī)尾就需要續(xù)接膠帶，拖機(jī)尾距離需根據(jù)安裝二運(yùn)長度決定，為了減少拖機(jī)尾次數(shù)需要在滿足加二運(yùn)條件時(shí)及時(shí)增加二運(yùn)數(shù)量，最多增至7節(jié)，即17.5 m，可確保1～2 d拖一次機(jī)尾，2人可配合完成，所需要的時(shí)間大大縮短，且勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。

圖3 出煤系統(tǒng)布置

在實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的同時(shí)，需要滿足人員及設(shè)備安全，在膠帶機(jī)頭兩側(cè)，各打設(shè)2根地錨穩(wěn)固膠帶機(jī)頭，在每次拖機(jī)尾后，在機(jī)尾兩側(cè)各打設(shè)1根地錨，控制膠帶回彈。在機(jī)頭、機(jī)尾旋轉(zhuǎn)部位制作護(hù)罩，防止人員受傷。

3 經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比

通過技術(shù)革新項(xiàng)目和施工工藝優(yōu)化，設(shè)備由原先的2部40煤溜變更為1部可延伸型電滾筒簡易膠帶，每日可減少2名清煤工及3名煤溜司機(jī)，同時(shí)由于減少了清煤、延伸煤溜、事故影響等因素，日進(jìn)尺由原來的5 m增加至8 m，在施工同類型巷道施工(2201膠巷)期間月事故量為3起，在使用該技術(shù)后實(shí)現(xiàn)了零事故，同時(shí)降低了人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

針對(duì)革新前和革新后一系列數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)分析可得到表1。

變更前數(shù)據(jù)來源于同類型巷道施工(2201膠巷)，同一隊(duì)組施工，工作面位于同一采區(qū)，可比性較強(qiáng)。在表1中可以清楚地看到以下結(jié)論：

表1 革新前后綜合數(shù)據(jù)對(duì)比

1) 日均工資金額的差距為6 200元，全月則可達(dá)到186 000元，隊(duì)組總?cè)藬?shù)100人，則人均工資則增加了1 860元。

2) 日進(jìn)尺提高3 m，全月可增加進(jìn)尺90 m。

3) 事故率大大下降，由原來的月均3起變成月均0起。

4) 日均所需職工數(shù)量也減少了5人，工效由0.1增加至0.18。

還有一些是數(shù)據(jù)無法體現(xiàn)的，如職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，40煤溜重，需4人才可搬運(yùn)，且延伸煤溜時(shí)工作量及勞動(dòng)強(qiáng)度要遠(yuǎn)超延伸膠帶，因此無論在經(jīng)濟(jì)效益還是社會(huì)效益方面均大大提高。

4 結(jié) 語

本文通過技術(shù)革新和優(yōu)化施工工藝，以2205膠巷反掘機(jī)頭段為例，為今后相似地質(zhì)條件下拐彎機(jī)掘軟巖巷道得出以下結(jié)論：

1) 通過技術(shù)革新制作了可延伸型電滾筒簡易膠帶，可以縮短安裝距離，在拐彎掘進(jìn)時(shí)，代替煤溜使用。

2) 在反掘膠帶機(jī)頭段時(shí)，可以通過改變施工工藝，減少設(shè)備數(shù)量，降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工效。

3) 通過經(jīng)濟(jì)比較可以得出優(yōu)化前與優(yōu)化后工效、人均工資均有大幅度提升，同時(shí)降低了事故率，保證了職工安全。