CMM2-15型液壓錨桿鉆車在西銘礦的應用

周 赟

(山西西山煤電股份公司 西銘礦，山西 太原 030052)

0 引言

目前，西銘礦掘進工作面采用氣動鉆機打設錨桿(錨索)和掘進機機載臨時支護，需要人工搭建登高作業平臺，支護工藝復雜且工人作業強度較大，掘進效率低，對現場作業人員安全隱患較大，嚴重制約著礦井綜合機械化掘進水平的提升。近年來，隨著煤礦機械設計、制造和裝備水平的不斷提升，綜合臨時支護和永久支護功能的礦用液壓錨桿鉆車研制成功，為掘進工作面減輕人工作業強度、提升機械化作業水平帶來了福音。因此，基于CMM2-15型液壓錨桿鉆車的技術特點，首次將其用于西銘礦西部下組煤總回風巷(二期)掘進工作面中，取得了較好的經濟技術效果。

1 掘進工作面基本情況

西銘礦西部下組煤總回風巷(二期)用于南六采區回風，服務年限20年。圖1為西部下組煤總回風巷(二期)平面布置示意圖。開口位置位于南六單軌吊充電硐室與南六回風巷外返交叉處的A點，終點至西部下組煤總回風巷(二期)E點。AB段以1-1斷面，按方位角248°34′24″沿8#煤頂板施工88 m。BC段以1-1斷面，按方位角232°29′46″沿8#煤頂板施工328 m。CD段以2-2斷面，按方位角232°29′46″，從C點以10°起坡，之后將穿過均厚3.40 m的石灰巖，進入均厚5.88 m的頁巖層，然后沿毛兒溝灰巖底部掘進至D點，與南六回風措施巷貫通，工程量62 m。DE段以2-2斷面，按方位角232°29′46″沿毛兒溝灰巖底部掘進42 m與西部下組煤總回風巷(二期)貫通。巷道總工程量520 m，其中AC段工程量416 m，CE段工程量104 m，最大坡度10°。

圖1 西部下組煤總回風巷(二期)平面布置示意圖

圖2為巷道支護斷面示意圖。

掘進工作面井下位于南六盤區大巷保護煤柱內。工作面東起南六單軌吊充電硐室；北鄰南六單軌吊巷；南部為南六采區實煤區。婁煩灘進風暗立井位于該巷北部，與設計線平距75 m。蓋山厚度276 m～460 m，平均371 m。掘進工作面巷道頂底板情況見表1。

表1 巷道頂底板情況

2 CMM2-15型液壓錨桿鉆車施工工藝

2.1 錨桿鉆車主要技術參數

CMM2-15型液壓錨桿鉆車的主要組成部分包括行走部分、主體部分、鉆進機構、支撐機構、鉆臂機構和液壓電氣機構等，具有結構簡單、操作便捷、維修簡易、安全高效等優點，適用于井下巷道掘進的支護工作中，可以實現錨桿、錨索、炮孔、地測鉆孔等打設，同時對巷道頂板和兩幫進行支護，適用巷道尺寸為寬4 m～6 m，高2.5 m～4 m，坡度0～12°。表2為CMM2-15型液壓錨桿鉆車主要技術參數。

表2 CMM2-15型液壓錨桿鉆車主要技術參數

圖3為CMM2-15型液壓錨桿鉆車實物圖。

圖3 CMM2-15型液壓錨桿鉆車實物圖

2.2 巷道支護工藝

2.2.1 臨時支護工藝

因該掘進巷道斷面尺寸較大，已超過掘進機機載臨時支護能夠達到的寬度，而進行永久支護時必須基于掘進巷道的臨時支護，因此采用CMM2-15型液壓錨桿鉆車前部支撐機構作為臨時支護裝置，在完成一個面的永久支護后將錨桿鉆車移動到另一個面進行臨時支護作業。臨時支護具體施工工藝如下：在掘進機施工完一個循環后，先將掘進機停機移至掌子面10 m外并閉鎖蓋好防護罩，再對掘進工作面進行“敲幫問頂”工作，撬掉頂幫危巖活石，確保頂幫無離層、滾幫后開始臨時支護作業，然后將液壓錨桿鉆車行駛至掌子面，再將其前部支撐機構升起，同時使支護頂梁套筒向左右兩側伸展出來，將鋼筋網放置在上面以加大支護面積，再將支撐機構升起接頂嚴實，在錨桿鉆機臨時支護下開始進行永久支護作業，在完成永久支護作業后開始實施下一循環作業。

2.2.2 錨桿(錨索)打設施工工藝

錨桿(錨索)打設施工工藝如下：①準備工作：檢查錨桿鉆車的液壓電氣結構等是否完好，發現問題及時處理，并進行敲幫問頂，處理浮矸活石；②標定眼位：按掘進巷道支護斷面設計標定眼位，巷道中所有靠幫的頂錨桿均按75°的角度向兩幫傾斜，其余錨桿垂直巖面；③打設鉆眼：操作錨桿鉆車的鉆臂機構打設鉆孔；④清理鉆孔：用吹眼器吹凈孔內余碴、積水；⑤安裝錨桿(錨索)：先把錨固劑送入孔內，再把錨桿(錨索)送至眼底；⑥攪拌：在鉆臂上安裝攪拌器，操作鉆臂機構對準錨桿(錨索)后帶動錨桿(錨索)旋轉，攪拌25 s；⑦緊固：攪拌完后，用風動扳手將螺帽擰緊壓緊托板；⑧檢查：用力矩扳手進行緊固錨桿(錨索)的校驗，保證其緊固力達到設計要求。錨桿錨固力≥105 kN，緊固力矩≥1 240 N·m；錨索錨固力≥1 200 kN，張拉預緊力≥1 100 kN。

2.3 錨桿鉆車操作要求

(1) 在首次啟動錨桿鉆車時，應當采取點動啟動的方式，并通過布置于電機后的散熱片對電機的正、反轉運行情況進行觀測，其中順時針為正轉運行方向。

(2) 在錨桿鉆車啟動的同時，布置于錨桿鉆車的負載敏感泵也會啟動供油，將錨桿鉆車移動至預定位置，并基于掘進巷道斷面設計錨桿鉆機升降平臺，以使現場作業人員可以在平臺上進行作業。

(3) 調試完錨桿鉆機升降平臺后，打開其平臺兩側踏板，便于現場作業人員進行安全施工，再將操作錨桿鉆機的前部支撐機構升起牢靠接頂，之后進行頂板錨桿(錨索)孔的鉆進作業，鉆進作業結束后在鉆孔內安裝錨固劑并攪拌鎖緊。完成頂板支護作業后，將兩側鉆臂推進機構調整為水平方向，再對兩幫錨桿進行永久支護作業。

(4) 在操作錨桿鉆機鉆臂的方位、角度完成掘進巷道所有的頂幫支護作業后，必須將其各部分收回到原位，并將其前部支撐機構最后收回到原位。

(5) 接下來操縱行走機構控制閥將機器行走至下一循環作業。

3 錨桿鉆車應用效果

同之前采用人工風動鉆機打眼等支護工藝相比，使用錨桿鉆車的支護工藝可以在很大程度上提高掘進工作效率、降低人工勞動強度。表3為掘進工作面錨桿鉆車使用前后效果對比統計。

表3 錨桿鉆車使用前后效果對比統計

4 結語

針對目前西銘礦采用人工風動鉆機打眼等支護工藝人工作業強度大、掘進效率低等問題，本文首次將CMM2-15型液壓錨桿鉆車應用于西銘礦井下掘進工作面作業的臨時支護與錨桿(錨索)打設中，經與原支護工藝相比較，采用錨桿鉆車后可以在很大程度上提高掘進工作效率、降低工人勞動強度，從而保證了礦井的安全生產和采掘銜接部署，可以推廣應用到礦井其他掘進工作面作業中。