側卸式裝巖機在綜掘拐彎中的應用

丁希陽 王棟梁 張經龍

（汶上義橋煤礦有限責任公司，山東 汶上 272500）

1 概況

汶上義橋煤礦有限責任公司3301工作面軌道順槽按304.7°方位角沿煤層底板施工至設計位置，然后按206.7°方位角沿煤層底板施工3301工作面切眼，巷道夾角約98°。

1.1 巷道斷面

3301工作面切眼：矩形斷面，凈寬3600 mm，凈高3600 mm，荒寬3800 mm，荒高3700 mm。

3301工作面軌順：矩形斷面，凈寬4300 mm，凈高3500 mm，荒寬4500 mm，荒高3600 mm。

沿底托頂煤掘進，調向時，拐彎抹角長度不大于8.3 m（3.8 m+4.5 m）。

1.2 設備配置

（1）采用上海天地EBZ260型懸臂式掘進機破煤，破碎的煤矸通過雙邊鏈刮板式第一運輸機和橋式皮帶轉載第二運輸機外運。掘進機性能參數見表1。

表1 掘進機性能參數表

（2）在掘進機后，配置泰安科創礦山設備有限公司生產的ZCY60R側卸式裝巖機裝載掘進機卸載的煤矸，并將煤矸運載至帶式輸送機。該裝載機具有插入力大、機動性好、安全性好、一機多用等特點。裝巖機性能參數見表2。

表2 裝巖機性能參數表

2 生產工藝優化

2.1 調向前的準備工作

（1）3301工作面軌道順槽施工至設計位置后，先后退掘進機最大限度向切眼拐彎截割，截割受限后拆除掘進機二運。在頂板上打設2組固定錨桿，每組2根，2根錨桿間距1.2～1.4 m，每組間距不大于10 m，并使用Ф18 mm×64 mm圓環鏈及卸扣將二運固定在頂部錨桿上。固定錨桿規格為Φ22 mm×2400 mm的等強度金屬螺紋鋼錨桿，錨固長度不小于900 mm，每根錨桿的拉拔力不得小于50 kN。

（2）在開門口外15～25 m范圍內安裝ZCY60R側卸裝巖機，在掘進機后裝卸煤矸。

2.2 調向施工方案

（1）切眼開門時，掘進機（單機）拐彎斜切進刀，在不能使用前探梁的情況下短掘短支，循環進尺不得大于0.9 m。正常使用前探梁后，頂板連續完整時，循環進尺2000 mm。

（2）掘進機拐彎斜切進刀受限不能成巷時，可先支護頂部再分次截割，嚴禁空頂作業。

（3）為減少開門抹角跨度，掘進機拐彎時先從切眼里幫進刀，軌道順槽方向抹角總跨度不大于8.3 m（含切眼總寬7.6 m）。每次進刀前解網不超過3排錨桿。

（4）開門施工15～20 m后，側卸式裝巖機開至切眼導硐內，延伸3301軌道順槽皮帶至3301切眼開門口處。

（5）拐彎施工30～40 m后，在切眼導硐內安裝一部1 m帶式輸送機，并安裝掘進機二運和跑道，使用掘進機搭接帶式輸送機出煤矸。

（6）因截割受限不成巷處幫部可暫不支護，空幫高度不大于2 m，長度不大于4 m，若幫部圍巖松軟或破碎時必須對空幫處進行臨時錨網支護，臨時支護錨桿間、排距均為1200 mm×1200 mm。每班由跟班副區長安排專人觀察頂幫圍巖，發現片幫及其他安全隱患時必須立即處理，隱患處理后方可繼續施工，并確保退路暢通。

2.3 施工安全措施

（1）施工兩排后，將掘進機退出迎頭3～5 m，進行臨時支護和頂板永久支護。

（2）掘進機與裝巖機同時作業時，裝巖機前進或在掘進機卸載點接煤矸時，嚴禁掘進機退機。

（3）使用掘進機和側卸式裝巖機協同作業時，必須由跟班副區長安排專人在裝巖機工作范圍拉設警戒。啟動裝巖機工作前必須發出警告，并將人員撤至設備波及范圍之外，設備運行期間嚴禁人員隨意走動。

（4）迎頭正常截割出煤期間，在裝巖機卸載點向外不小于3 m的地點拉設1道警戒。迎頭支護作業和裝巖機裝煤（巖）作業平行作業期間，需在掘進機后方距掘進機不大于1 m的位置和裝巖機卸載點向外不小于3m的位置各拉設1道警戒。警戒牌距底板1～1.5 m為宜。

（5）裝巖機平均卸巖距離不應大于25 m，以6～10 m為宜。側卸裝巖機必須裝有前照明燈和尾燈，配置機載甲烷傳感器，時刻檢測空氣中的甲烷含量，甲烷超限時實現甲烷斷電。

（6）側卸裝巖機工作前，安排專人在裝巖機附近3 m外負責盤繞電纜、水管，防止側卸裝煤（巖）機碾壓電纜，帶口哨發信號，發現問題立即發出停機信號。拖拉電纜人員注意力要高度集中，反應迅速，注意周圍人員及電纜狀況，發現不安全情況，及時發警號停車。裝巖機運行要勻速、平穩。若機器碾壓到電纜，應及時停止機器運行并將裝巖機控制開關停電閉鎖，掛停電牌，然后由機電修理工處理恢復正常后方可繼續施工，停送電必須有專人負責。

（7）開機、調機、退機時必須發出報警信號，司機必須先確認前后兩側無人和無其他機具，并給予專職看線人員明確示警后，方準操作。

2.4 裝巖機與掘進機協同作業安全措施

（1）由跟班副區長指定專人負責指揮，專人應在裝巖機外3 m或在掘進機上指揮。掘進機上作業人員不得超過2人，掘進機機身上停留或行走人員（含指揮）必須佩戴保險帶，嚴防人員滑入裝巖機運行范圍內。

（2）發現異常情況，只有掘進機和裝巖機都停電停機后或者故障設備停機并間隔距離大于5 m時方可處理。

（3）人員進出時要提前發出信號，司機發現信號后要及時停機斷電，并向對方發出安全信號后，人員方可行走。

（4）裝巖機與掘進機協同作業時，裝巖機前進或在掘進機卸載點接煤矸時，嚴禁掘進機退機。

（5）側卸式裝巖機裝巖時，無關人員全部撤到安全地點，裝巖機兩側及裝巖機前后3 m范圍內不許有人工作和停留，裝巖時前方3 m以外安全地點可進行平行作業。若鏟裝期間，煤矸有向平行作業地點滾落的風險時，需使用木板或軋花平網設置防護網。

（6）嚴禁裝巖機司機進入空頂區域鏟裝，施工硐室或擴幫時，應在前探梁臨時支護或永久支護的掩護下鏟裝。裝巖機+掘進機拐彎示意圖如圖3。

圖3 裝巖機+掘進機拐彎示意圖

3 應用效果分析

3.1 施工方案的優點

（1）掘進機拐彎期間，由裝巖機鏟裝煤矸，裝巖機行走距離控制在8～12m范圍內。經過現場效果分析，并對比近3年來12次相似拐彎經驗總結，裝巖機+掘進機拐彎效果顯著。

（2）使用裝巖機輔助掘進機拐彎，用時6個班次實現掘進機調正。由于裝巖機體積小，直接由單軌吊機車運送和回撤，不占用掘進工時。

（3）由于裝巖機相對狹長，可以在掘進機與煤巖壁之間鏟裝運煤，有效解決了掘進機在斜巷拐彎期間鏟煤不到底的問題。

（4）與鉆爆法開門施工一定距離后再安裝掘進機相比，既減少了放炮震動對巷道托頂煤及支護的破壞，又節約了反復回撤和安裝掘進機的工時。

（5）與耙裝機出煤輔助掘進機拐彎相比，減少了安裝、調機和回撤耙裝機的工時，且掘進機前行后需集中出煤才能具備安設帶式輸送機的條件。由于煤塵具有爆炸性，不得使用鋼絲繩牽引的耙裝機，由裝巖機輔助掘進機勢在必行。

（6）裝巖機除完成裝載作業外還可以充當支護時的工作平臺，完成工作面短距離運輸、臥底、清幫，能夠節約掘進總工時。

3.2 存在的問題及改進方向

（1）隨著掘進的延伸，裝巖機的行走距離加長，無法實現連續運輸，將會制約掘進效率，需經常性延接皮帶，縮短裝巖機行走距離。

（2）側卸式裝巖機鏟斗一側無封閉，鏟斗裝煤矸時容易在無擋板一側“淤淌”，從而減少了鏟斗鏟裝量，需在無擋板一側焊接“滑坡”擋板，既增加鏟裝量又可以讓煤矸順坡滑落。

4 結語

義橋煤礦在巷道拐彎期間，通過使用側卸式裝巖機在掘進機后鏟裝并向帶式輸送機側卸煤矸，該工藝工序簡單、工效顯著、安全系數高且職工勞動強度低，為掘進機安全高效拐彎掘進積累了寶貴經驗。