浅谈煤巷机械化快速掘进的优化技术

浅谈煤巷机械化快速掘进的优化技术

史迎松

（淮北矿业集团杨柳煤业有限公司，安徽淮北235119）

摘要：本文从工作面地质概况、掘进多工序平行协调作业模式的运用、对掘进施工工艺与施工组织进行优化等方面进行了分析，说明了其优化掘进施工的效果和作用，最终对掘进效果进行了分析评价，结果是掘进速度、效率明显加快。

关键词：煤矿；煤巷；快速掘进；优化施工

引言：煤矿巷道掘进施工主要是由破岩、装运、支护三大工序组成而成的，是一个复杂的多工序交替施工过程，若要实现巷道掘进施工的快速高效，那么就要要求每个工序都必须能够高效率的协调连接，其中最关键的措施就是要采用有效的掘进破岩、装运和支护技术。施工期间要对掘进施工工艺不断地进行优化，并要采取多工序平行协调作业、优化施工组织和管理，解决破岩与临时支护的工序衔接问题，能够在安全的前提下，有效促进掘进速度的提升。运用科学管理施工工序，各工序进行有效穿插，以使各个工序用时少、衔接顺畅，从而实现掘进效率的提高。

1工作面地质概况

我矿多数煤层地质结构都比较简单，多为稳定可采煤层。工作面机、风巷都是沿煤层底板掘进，且多为矩形断面。

2掘进多工序平行协调作业模式的运用

1)掘进支护平行作业施工。我矿在对某工作面风巷运用理论和FLAC数值模拟计算后，对原巷道支护参数进行了调整，也就是将顶板锚杆间排距由800mm×800mm改为900mm×800mm，提高单排间距，而临时支护采用ZLJ2X1040/26/40型掘进临时支护装置，最小控顶距不大于300mm，最大控顶距不大于2700mm（掘进支护断面展开情况见如图1所示）。临时支护施工主要方法：①移动掘进临时支护装置。在巷道完成一个循环进度截割成型后，可将机组退到永久支护完整的地方降下截割臂，并切断电源，然后进行敲帮问顶。移动掘进临时支护装置，对截割后的顶板进行有效支护。最后进行永久性支护，这样由外向里逐排打注锚杆，依次打注顶部、帮部锚杆，待永久支护完整之后，此时综掘机可继续进行施工作业。②使用的临时支护工艺流程为：退机组→截割头落地且闭锁→敲帮问顶→移动掘进临时支护装置→临时支护下把钢筋网托在顶板之上→打注顶板锚杆形成永久支护。

2)锚杆支护参数选择。对顶帮支护，均采用左旋无纵筋高强度直径为22mm螺纹钢锚杆，长为2500mm，金属托盘规格为长×宽×厚=120mm×120mm×10mm。

3)锚索支护参数选择。可采用单根Φ17.8mm×6300mm钢绞线制成锚索，其锚索金属托盘规格为长×宽×厚=300mm×300mm×16mmm，锚杆株排距改为1600mm×1600mm，而间排距改变后一个循环同样掘进3排(2.7m)，一个班掘进了1.5个循环，这样日进尺能达到16.2m的效果。

3对掘进施工工艺与施工组织进行优化

1)掘进施工工艺。①本掘进工作面运输巷采用掘进机掘进，开掘后的煤由掘进机装载部自行装煤，并通过掘进机、桥式转载胶带，经过刮板输送机转载到集中回风巷至主井，煤从主井通过刮板输送机运至上部胶带输送机，直至运到地面。②掘进机截割头由巷道上部进刀，深度0.35m，然后在巷道内水平摆动截割，周边留下0.2～0.3m厚的煤、矸，每横向截割一次下落0.45～0.90m，按照截割曲线连续摆动至初步成型。当截割完一个循环进度后，可以自上而下的修成所设计的断面，直到达到要求为止。③截割完成后，使用配套乳化液泵站提供动力，移动掘进临时支护装置，一次性对巷道顶板临时支护到位，淘汰落后的单体式临时支护作业方式，缩短顶板暴露时间和职工来回搬运单体时间，减轻职工劳动强度。

2)劳动施工组织。我们改进锚杆支护施工工艺，并采用掘支单行、一次成巷的作业方式，同时运用“三八”制的作业形式作业，而前半班为检修，后半班为生产。如此作业对提高巷道掘进速度极为有效。具体掘进循环作业的图表，见如图2所示的施工程序。经过优化锚杆间排距后，对该掘进运输巷进行观测记录，并绘制而成。如此对锚杆支护参数、锚索间排距参数，以及循环掘进速度进行优化、调整，使之更加合理，循环掘进速度明显加快，效果非常显著。

4掘进效果分析评价

我们通过对该选择工作面运输巷锚网支护锚杆间排距的优化，其掘进进尺明显增加了六成以上，有效提高了掘进的速度与工作效率，班循环数由1.5个循环增加到了2个循环，锚杆日进排数由9排增加到了14排。与此同时，既解决了锚索打眼作业与其他作业间的矛盾，又实现了接班后在机后打锚索和帮锚杆，保证掘进面正常切割作业，使得工序得到了有效的穿插。目前，我矿煤巷防突掘进月单进水平已由原来180米/月，提高至290米/月，并稳定保持。

结束语：

煤巷机械化掘进作业，通过顶板锚杆、锚索间排距等参数的优化调整，掘进临时支护装置的使用，并采用科学合理的循环作业方式，保证了掘进进尺效率和工程质量。重点也就是在以下四个方面：①顶板锚杆间排距、锚索间排距调整，优化后，锚杆支护速度明显得到加快。②工作面风巷采用掘进机掘进，其后配套转载运输设备，通过掘进机桥式转载胶带经过皮带机运输到巷道煤眼，通过井下胶带运输巷至主井，实现后路运输“连续化”，加快了巷道机械化掘进施工速度。③使用掘进临时支护装置，实现对截割后顶板一次性临时支护到位④改进掘进施工作业管理方式的调整，这能有效提高巷道掘进速度，采用掘支单行、一次成巷的作业方式和“三八”制作业形式，并运用科学管理，既保证了工程质量，又大幅提高了掘进速度。

参考文献

[1]肖同强，等.6m大循环进尺煤巷快速掘进围岩控制技术[J].煤矿安全，2011(4)：63-64.

[2]冯志祥.浅谈大断面巷道快速掘进的关键技术[J].科技创新导报，2011，9:58.

[3]乔颖.煤巷机械化快速掘进技术的优化[J].中州煤炭，2012，11：87-88.

[4]周亮.浅谈半煤岩巷掘进进度提升问题[J].科技创新与应用，2012，10(中)：129.

[5]张延亮.浅谈半煤岩快速掘进工艺研究[J].科技视界，2012，35：203.

[6]MT312-2000.液压装置通用技术条件[S].