淺析巷道掘進的現(xiàn)狀與發(fā)展(1)

1、淺析巷道掘進的現(xiàn)狀與發(fā)展引言掘進與回采是煤礦生產(chǎn)的兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。安全、快速、高效的巷道掘進與支護技術(shù)是保證礦井實現(xiàn)高產(chǎn)、高效的必要條件。近年來，我國一次采全高和綜采放頂煤為代表的采煤技術(shù)得到迅速發(fā)展，2005年王莊煤礦綜采一隊采用全套國產(chǎn)綜采放頂煤設(shè)備，生產(chǎn)原煤608萬噸。如此高的工作面產(chǎn)量和推進速度給巷道掘進與支護提出前所未有的要求，只有大幅度提高煤巷掘進速度，才能滿足綜采工作面快速推進的需求。1 巷道掘進的現(xiàn)狀王莊煤礦建礦40多年，20世紀80年代引進AM50型掘進機，掘進速度較炮掘施工大幅提高。但是近年來隨著采掘設(shè)備功效、體積越來越大，巷道斷面由原來的3×3m工剎網(wǎng)梯形棚逐步擴

2、大到4×3m、5×3.2m、5×3.5m矩形全錨支護，原有的AM50型掘進機適應(yīng)斷面小和機電事故率高的缺點不能適應(yīng)現(xiàn)有巷道的掘進要求。2000年大力推廣全錨支護技術(shù)以來，王莊先后引進EBZ120、EBZ150和EBZ160等大型掘進機?，F(xiàn)新掘巷道均采用錨桿、錨索支護，最小斷面4×3.2m。1.1以6202運巷為例簡單介紹王莊煤礦的掘進現(xiàn)狀1.1.1地質(zhì)條件6202工作面位于62盤區(qū)，東臨62猴車巷、630南翼軌道巷，西靠6216工作面。煤層為沁水煤田3#煤，賦存于二疊系山西組地層中，為陸相湖泊型沉積，平均煤層厚度為7.23m，容重1.35t/m3。直接頂

3、為2.53m的泥巖，老頂為3.63m的細砂巖。1.1.2掘進裝備掘進機：6202運巷使用王莊礦最先進的EBZ160D型掘進機，最大截割寬度5.5m，最大截割高度4m，割煤能力100t/h，整機重量51.5t。支護工具有MJH-320/630E型機載錨桿鉆機1臺，MQT-130風(fēng)動錨桿鉆機2臺和幫錨桿鉆機2臺。1.1.3巷道施工通過對6202工作面地質(zhì)條件及頂?shù)装鍘r層狀況進行分析，以及將來該巷受采動影響狀況和服務(wù)年限等要求，由北京煤科院潞安礦區(qū)煤巷錨桿支護設(shè)計系統(tǒng)軟件，并根據(jù)我礦具體情況和設(shè)備選型，確定6202運巷沿煤層底板掘進，斷面為5×3.5m。頂板支護：每排采用22L2400MS

4、GLW-517高強螺紋鋼錨桿6根，錨桿排距900mm，間距900mm。錨索加強支護為每隔2.7m布置兩根17.8mm的大孔徑預(yù)應(yīng)力錨索，錨索孔深8m，錨索長度為8.3m；兩幫支護：每幫采用22L2000MSGLW-517高強螺紋鋼錨桿5根，幫錨桿排距900mm，間距750mm。幫頂均鋪設(shè)金屬網(wǎng)和雙筋雙梁鋼筋梯子梁。支護斷面見圖1。具體施工工序如下：（1）、掘進機截割巷道成形掘進機采用底部掏槽，自開缺口，直接進刀的方式，進刀后自左向右，完成巷道左部切割。退機5m擺正機身，向右進機，自右而左進刀，完成右部切割，然后再進行刷幫掃頂，整理巷道成形。截割曲線見圖2圖1： 6202運巷支護斷面圖圖2： 截

5、割曲線圖（2）、循環(huán)進尺掘進過程中，遇頂板完整、無片幫、煤層層理、節(jié)理不太發(fā)育時，循環(huán)進尺為0.9m，最大控頂距1.2m，最小控頂距0.3m。幫錨桿滯后頂錨桿2排打設(shè)，最大空幫距不得超過2.1m。在頂壓較大、巖性不好、煤層層理、節(jié)理發(fā)育和出現(xiàn)高頂、片幫情況時，循環(huán)進尺縮小為0.6m及以下，最大控頂距0.9m及以下，最小控頂距0.3m。幫錨桿不得滯后。（3）、臨時支護臨時支護采用兩根4m長的3吋鋼管做前探梁，用專用前探梁卡（四個）固定于巷道第二和第五根錨桿上，用一塊3.5m長的優(yōu)質(zhì)松木板進行臨時支護。a、斷面切割成型后，先將掘進機截割頭放置于巷道中間位置，并停電閉鎖其隔離開關(guān)。b、人員站在掘進機

6、上前移前探梁卡，將前探梁卡扭接到最后一排永久支護中第二和第五根錨桿上。c、由班組長用專用敲幫問頂工具，由外向里進行敲幫問頂，找掉幫頂活煤矸，確認無危險后，方可進行臨時支護。d、退掘進5m，在工作面最后一排永久支護下搭設(shè)工作臺，架板搭設(shè)在梯子兩側(cè)，外露部分不少于300mm。e、將臨時支護網(wǎng)片一邊與永久支護網(wǎng)局部聯(lián)網(wǎng)，左、中、右各聯(lián)一處，每處不少于3扣以上。f、工作臺上人員將絞頂大板放到前探梁上。同時，工作臺下人員將護幫裝置串進前探梁，并掛好護幫網(wǎng)。g、工作臺上人員將臨時支護網(wǎng)托起，臺下人員利用錨桿、鋼筋梯子梁等工具將前探梁推進工作面。工作臺上人員將手臂伸入空頂區(qū)，用大木楔絞實頂板。h、將臨時支護

7、網(wǎng)與永久支護網(wǎng)孔孔相聯(lián)，完成臨時支護。（3）、打設(shè)頂錨桿a、標(biāo)眼位：臨時支護將頂背實絞牢后，按照設(shè)計位置標(biāo)定眼位，并用洋鎬將眼口刨平。啟動掘進機，切換到錨桿機工作模式，操縱軌道伸縮機夠操作閥手柄，將基座推到滑軌最前端；操縱鉆臂伸縮油缸操作閥手柄，將伸縮臂伸出至最大行程；操縱鉆臂升降油缸操作手柄，使鉆臂降到最低位置；分別操縱擺動油缸和伸縮油缸操作閥手柄，對準標(biāo)定的鉆孔位置。b、打眼：操縱鉆架上支撐油缸操作閥，將上支撐頂板撐緊巷道頂板。將鉆箱降低至適當(dāng)位置，當(dāng)掌釬工檢查鉆桿和鉆頭無缺陷后將1.2m鉆桿插入鉆機夾盤內(nèi)。操作鉆箱操作閥手柄，使鉆箱緩慢上升，上升至距頂板50mm以內(nèi)處，啟動鉆機給水，打開

8、鉆進旋轉(zhuǎn)手柄，鉆頭上部出水后方可推進。鉆孔到位后，下降鉆箱、停止旋轉(zhuǎn)并關(guān)水。c、照上述操作程序完成2.4m鉆桿打眼。d、安裝錨桿：先把錨墊、半圓球、快速安裝器套在錨桿上，再把樹脂藥卷依次裝入鉆孔內(nèi)，并用錨桿將樹脂藥卷送到孔底。將專用攪拌器插入鉆機夾盤內(nèi)，鉆機操作人員操作鉆箱操作閥手柄使鉆箱緩慢上升，直至樹脂藥卷全部進入，錨桿進入1/3以上，方可啟動鉆進旋轉(zhuǎn)手柄邊攪拌邊推進，直到將錨桿推入孔底，攪拌時間不少于40s。e、緊固錨桿：等待1分鐘，將專用頂錨桿倍增器插入鉆機夾盤內(nèi)，鉆機升起使倍增器套入錨桿螺母。然后將反力臂的鏈條逆時針方向拉展，將掛鉤掛在頂網(wǎng)上。開始緩慢轉(zhuǎn)動鉆機，待反力臂鏈條撐緊后加快

9、轉(zhuǎn)速將錨桿緊固到350N·m。f、錨桿緊固后，停止鉆機運轉(zhuǎn)，工作臺上人員順時針轉(zhuǎn)動反力臂使鏈條松動，摘下掛鉤。下縮鉆機，取下倍增器。g、按照上述程序打設(shè)后面5根頂錨桿。（4）、打設(shè)上部幫錨桿a、聯(lián)網(wǎng)：先用洋鎬敲掉兩幫活煤矸，搭好工作臺，鋪設(shè)幫網(wǎng)與頂網(wǎng)及上一排幫網(wǎng)對接，孔孔相聯(lián)。b、打眼：由驗收員標(biāo)定眼位，操作鉆架旋轉(zhuǎn)油缸操作閥手柄，將鉆機旋轉(zhuǎn)至幫錨桿打設(shè)位置，分別操縱擺動油缸和伸縮油缸操作閥手柄，對準標(biāo)定位置。操縱鉆架上支撐油缸操作閥，將上支撐頂板撐緊巷道幫壁。將鉆箱推至適當(dāng)位置，當(dāng)掌釬工檢查鉆桿和鉆頭無缺陷后將1.2m鉆桿插入鉆機夾盤內(nèi)。操作鉆箱操作閥手柄，使鉆箱緩慢前進，至距幫壁

10、50mm以內(nèi)處，啟動鉆機給水，打開鉆進旋轉(zhuǎn)手柄，鉆頭上部出水后方可推進。鉆孔到位后，后退鉆箱、停止旋轉(zhuǎn)并關(guān)水。c、按照上述操作程序完成2m鉆桿打眼。d、安裝錨桿：刨平眼口并將攪拌器、錨墊及半圓球套在錨桿上，再把樹脂藥卷按標(biāo)準裝入鉆孔內(nèi)，安好鋼筋梯子梁后用錨桿將樹脂藥卷送入孔底，將專用攪拌器插入鉆機夾盤內(nèi)，鉆機操作人員操作鉆箱操作閥手柄使鉆箱緩慢推進，直至樹脂藥卷全部進入，方可啟動鉆進旋轉(zhuǎn)手柄邊攪拌邊推進，直到將錨桿推入孔底，攪拌時間不少于40s。e、緊固錨桿：后退鉆箱，卸下攪拌器，等待1分鐘。用倍增器或風(fēng)動扳手將錨桿緊固到350N·m。f、按照上述程序打設(shè)剩余的3根上部幫錨桿。（5）

11、、打設(shè)錨索a、鉆孔：采用機載錨桿鉆機完成，分別操縱擺動油缸和伸縮油缸操作閥手柄，對準錨索眼位。鉆孔打眼操作順序同頂錨桿施工，鉆到鉆桿最大孔深后，下縮鉆箱續(xù)接鉆桿。錨索孔深8m，第7根鉆桿剩余400mm時，停止鉆進，下縮鉆箱。b、錨固：采用3支樹脂藥卷，孔底一支為（CK+Z）2360，外面兩支為Z2360，按先后順序用錨索錨固頭輕輕送入孔底，用錨索攪拌器將錨索和鉆箱連接起來。操作鉆箱操作閥手柄，使鉆箱緩慢上升，邊推進邊攪拌，攪拌30s，同時將錨索推進孔底，等待1分鐘，下縮鉆箱，卸下攪拌器。c、張拉錨索：樹脂藥卷凝固至少40分鐘后，將錨索托盤、半圓球、鎖具按順序安裝在錨索上。一人手持風(fēng)動張拉泵千斤

12、插入錨索，另一人操作風(fēng)動張拉泵緩慢啟動，同時觀察張拉泵壓力表讀數(shù)。錨索錨固力140KN，按照錨索損失率計算，風(fēng)動張拉泵必須張拉倒200KN（40MPa）方可停止張拉。d、卸下張拉千斤，用8#鉛絲或?qū)Ｓ醚b置捆綁錨索，防止錨索崩斷墜落傷人。（5）、打設(shè)下部幫錨桿a、使用機載錨桿鉆機打設(shè)頂錨桿、錨索及上部幫錨桿完成后，操縱鉆臂升降油缸操作手柄，使鉆臂升到最高位置；操縱鉆臂伸縮油缸操作閥手柄，將伸縮臂收縮到最小行程；操縱軌道伸縮機構(gòu)操作手柄，將基座收縮到滑軌最里端。切換到掘進機操作模式，退機5m。b、滯后工作面兩排，使用幫錨桿鉆機打設(shè)下部幫的6根錨桿。幫錨桿打設(shè)完畢后，退下臨時護幫裝置和絞頂板，將使用

13、的工器具整齊擺放在非行人側(cè)。人員退出工作面，掘進機進機進行下一循環(huán)。1.1.4施工組織6202運巷實行“三八制”作業(yè)，每天三個生產(chǎn)班，每班八小時。上午10:0012:00停機檢修2小時。勞動組織見表1表1： 勞動組織表類別0點班8點班檢修4點班合計直接生產(chǎn)工隊干11114班組長22228掘進機司機2226錨桿工66618皮帶司機1113煤溜司機1113輔助工驗收員1113清巷工1113干糧工112皮帶檢修工22掘進機檢修22運料工55總計1516121659每個循環(huán)掘進900mm，包括割煤40分鐘、臨時支護20分鐘、打錨桿60分鐘。每班打設(shè)錨索2根，掘進2.7m，每天掘進進度為7.29m，每月

14、掘進240270m。0點班循環(huán)作業(yè)圖表見表2表2： 循環(huán)作業(yè)圖表序號工序時間工作量0點班234567891交接班202延長機尾202割煤403臨時支護204打錨桿60頂6幫105打錨索4026清巷15主要經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)見表3表3： 主要經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)項目單位指標(biāo)項目單位指標(biāo)巷道斷面m217.5掘進出煤t/m23.6日進尺m8.1日出勤人59循環(huán)進尺m0.9掘進工效m/工0.14日循環(huán)數(shù)個9支護材料錨桿、金屬網(wǎng)、梯子梁1.2影響掘進速度的因素1.2.1設(shè)備因素（1）EBZ160D型掘進機為縱軸截割頭，采用底部掏槽，自開缺口，直接進刀的方式，進刀后自左向右、自下而上完成左部切割。然后再自右而左，自下而

15、上完成右部切割。再進行刷幫掃頂整理成型。每個循環(huán)掘進機進退機至少3次，巷道成形不好把握、截割效率低，每個循環(huán)需要40分鐘左右。（2）MJH-320/630E型機載錨桿鉆機為EBZ160D型掘進配套設(shè)施，安裝在掘進機上部。割煤工作完成后，在工作面搭設(shè)工作臺進行臨時支護并上頂網(wǎng)和頂鋼筋梯子梁。再拆除工作臺，人員撤離工作面，啟動掘進機切換到錨桿機工作位置，展開機載錨桿鉆機系統(tǒng)，調(diào)整鉆機角度、高度，按照設(shè)計要求打設(shè)頂錨桿、錨索和上部2根幫錨桿。機載鉆機施工完畢后，掘進機退機5m，人工使用幫鉆機施工剩余的幫錨桿。雖然機載鉆機打眼、攪拌推進速度很快，但該系統(tǒng)還存在三個問題：一是程序繁瑣，工作面先臨時支護，

16、再拆除工作臺進行鉆機施工，最后退機后人工打設(shè)剩余錨桿；二是機載鉆機機動性不強，精度不高。鉆機系統(tǒng)展開需要10分鐘時間，而調(diào)整鉆機角度、高度每根錨桿定眼位也需要23分鐘；三是扭矩不夠，現(xiàn)我礦要求22的高強螺紋鋼錨桿預(yù)緊扭矩達到350N·m，而機載鉆機額定扭矩為320 N·m，錨桿打設(shè)完成后需要二次緊固。這三個問題是造成錨桿支護時間長的主要原因。1.2.2人員因素直接從事工作面掘進、支護的職工，不能保證每班達到15人，往往是一人多崗、多責(zé)。掘進割煤期間，除掘進機正副司機割煤外，其余人員參與準備支護材料、搞文明生產(chǎn)、看機尾、灑水等輔助工作。每班8個小時沒有休息、休整的空閑，勞動時

17、間長、強度大、工作環(huán)境差對工作效率有一定的影響。1.2.3外界影響外界影響主要是工作面風(fēng)壓問題，如果使用風(fēng)動錨桿鉆機打設(shè)頂錨桿，工作面鋪設(shè)的2吋鋼管流量不能滿足兩臺風(fēng)動設(shè)施同時施工，即頂、幫錨桿施工需要交替進行，特別是巷道延長到1000m以上時，壓風(fēng)流量明顯不足，這也延長了錨桿、錨索的支護時間。外界影響的因素還有輔助運輸系統(tǒng)，王莊礦掘進工作面仍采用較為落后的底皮帶運輸支護材料的系統(tǒng)，每班進入工作面前必須將當(dāng)班的各種材料通過底皮帶運到工作面，增加了班前準備時間。當(dāng)遇到工作面大型設(shè)備需要更換時，則需要人工抬運、小平車拉運，更大的設(shè)備甚至需要釘?shù)馈步g車進行運輸，延長了事故影響時間。另外主運輸系統(tǒng)對

18、掘進工作面的影響也不可小視，雖然掘進工作面每個循環(huán)出煤時間僅為40分鐘，每班也只有120160分鐘。但是掘進工作面的每個循環(huán)中各工序銜接非常緊密，線條單一。如果在割煤期間主運輸影響沒有出煤，直接影響下一工序不能正常進行。并且掘進施工循環(huán)比較完整，有時影響1020分鐘就會影響一個循環(huán)。比方說在實踐施工中常出現(xiàn)這種現(xiàn)象，雖然還不到交接班的時間，而剩余的時間已不足一個循環(huán)。實踐施工中職工常常會把剩余的這段時間浪費掉。1.2.4支護技術(shù)6202運巷頂每排采用22L2400MSGLW-517高強螺紋鋼錨桿6根，錨桿排距900mm，間距900mm。兩幫支護：每幫采用22L2000MSGLW-517高強螺紋

19、鋼錨桿5根，幫錨桿排距900mm，間距750mm。錨桿預(yù)緊扭矩350N·m，預(yù)緊力可達到50KN。錨索加強支護為每隔2.7m布置兩根17.8mm的大孔徑預(yù)應(yīng)力錨索，錨索孔深8m，錨索長度為8.3m，錨索預(yù)緊力140KN。相對錨桿、錨索數(shù)量多、支護密度大，支護時間長，勞動強度大，質(zhì)量難以保證。支護每排錨桿需要60分鐘左右，每2根錨索需要40分鐘。1.3現(xiàn)有條件下實現(xiàn)快速掘進的途徑目前王莊礦采用的是懸臂式掘進機與單體錨桿鉆機配合工藝，是傳統(tǒng)的綜合機械化掘進工藝。由掘進機割煤、裝煤，機載鉆機或單體錨桿鉆機打設(shè)錨桿。機械化程度相對低下，程序繁瑣，工作環(huán)境差，職工勞動強度大，月進度在270m左

20、右。為煤巷快速掘進，在現(xiàn)有裝備水平條件下，針對以上問題有以下幾點需要改進：1、通過不斷改進，完善機載錨桿鉆機的施工工藝，實現(xiàn)機載錨桿鉆機程序簡化、定位準確、快速的要求。2、保證工作面人員的配備，一是適當(dāng)減輕職工的勞動強度；二是各崗位專職有利于技術(shù)水平的提高。3、將現(xiàn)有掘進頭面2吋風(fēng)水管路全部更換為4吋，保證兩臺甚至更多風(fēng)動機具同時使用。再就是在每個掘進工作面配套壓風(fēng)機。4、引進先進的輔助運輸工藝，一是人員能快速達到作業(yè)地點；二是支護材料、設(shè)備配件能直接到達作業(yè)地點。以節(jié)省交接班、更換設(shè)備時間。5、引進先進支護理論、支護技術(shù)，引進先進的支護工器具，減輕職工勞動強度，加快支護速度和精度，保證支護質(zhì)

21、量；先進支護理論主要是加大錨桿、錨索支護強度，在保證支護效果和安全的前提下，減少錨桿、錨索的打設(shè)數(shù)量，降低支護密度，縮短支護時間。2 國內(nèi)外先進的煤巷快速掘進技術(shù)巷道掘進主要與掘進設(shè)備及施工工藝有關(guān)，實現(xiàn)煤巷快速高效掘進的主要途徑是采用綜合機械化掘進技術(shù)。綜合機械化掘進技術(shù)是由掘進機、轉(zhuǎn)載機、運輸機等組成的綜合性配套技術(shù)，可以實現(xiàn)巷道掘進、轉(zhuǎn)載、運輸、支護機械化作業(yè)。2.1國內(nèi)外的先進掘進工藝概況2.1.1采用連續(xù)采煤機與錨桿臺車交叉換位掘進連續(xù)采煤機割煤、裝煤，運煤車運煤，錨桿臺車打設(shè)錨桿，交叉換位作業(yè)。這種掘進方式月進可達10003000m，最高日進尺達到200m。連續(xù)采煤機與錨桿臺車交叉

22、換位的掘進施工工藝，只適用于頂板條件好，多巷布置的工作面。每次換位時空頂距達到1530m。若頂板較差，空頂距小于5m，則連續(xù)采煤機與錨桿臺車之間的交叉換位過于頻繁，導(dǎo)致輔助時間過長，功效會大幅度下降。國內(nèi)以神東公司為代表的礦區(qū)，頂板條件好。采用連續(xù)采煤機與錨桿臺車交叉換位掘進，2004年，上灣礦連采二隊使用12CM2711D型連續(xù)采煤機，在巷道斷面6×4.4m的條件下，創(chuàng)日進尺163m、雙巷掘進月進尺3070m的記錄；大柳塔礦連采二隊一分隊年進尺達到24507m；2005年，榆家梁礦4個連采隊全年完成掘進進尺63368m，其中月進尺最高達7802m；補連塔礦在掘進煤巷中采用4套連續(xù)采

23、煤機，全年完成掘進進尺70173m。2.1.2掘錨一體化技術(shù)采用掘錨一體化技術(shù)，通過掘進設(shè)備與錨桿鉆機設(shè)備的一體化技術(shù)，使機組即可完成切割、裝煤工序，又具備鉆孔、安裝錨桿功能，實現(xiàn)割煤后基本不調(diào)動掘進機即能及時進行錨桿支護，甚至在割煤的同時進行錨桿支護，實現(xiàn)掘錨平行作業(yè)。掘錨一體化工作面動力單一，操作方便，掘錨速度快，可實現(xiàn)連續(xù)、安全生產(chǎn)，這種方式最高日進尺超過100m。具有代表性的掘錨機組為奧鋼聯(lián)公司的ABM型，美國JOY公司的12CM型。在國內(nèi)神東、兗礦、晉城、晉興等礦區(qū)在對國內(nèi)外掘錨機組生產(chǎn)與使用情況進行詳細考察的基礎(chǔ)上，先后引進了先進的掘錨機組，并在井下應(yīng)用中取得較好的效果。如神東公司

24、購置了美國JOY公司生產(chǎn)的12CM1515DDVG型掘錨機，在烏蘭木倫礦井下應(yīng)用，提高了巷道掘進與支護速度；晉城煤業(yè)集團購置了奧鋼聯(lián)ABM20型掘錨機組，在成莊礦進行了井下試驗。綜采放頂煤工作面沿煤層底板掘進的回風(fēng)巷中，最高日進尺達到40m；兗礦集團公司在引進國外掘錨機組的基礎(chǔ)上，研制開發(fā)了適合我國礦井巷道斷面小、地質(zhì)條件復(fù)雜登生產(chǎn)條件的掘錨一體化快速掘進成套設(shè)備與工藝，并對配套設(shè)備、輔助運輸、支護材料和工藝及通風(fēng)、防塵等技術(shù)進行了研究，實現(xiàn)了截割與支護的平行作業(yè)。與國際先進的掘錨機組相比，該機整體外形尺寸小、空頂距短，可滿足巷道斷面相對較小且頂板松軟、破碎條件下的煤巷快速施工要求，在鮑店礦井

25、下工業(yè)性試驗中，月平均進尺達到1005m，最高日進尺53m，最高班進尺21m。同交叉換位施工工藝相比，掘錨一體化適用范圍更廣，錨桿支護可在切割后立即進行，甚至可與切割落煤平行作業(yè)，頂板一經(jīng)暴露即可得到及時支護；同時利用掘錨機組的強力臨時支護系統(tǒng)的頂推力，可大幅提高錨桿的預(yù)緊力，從而使錨桿及時主動支護的效果更為顯著。另外掘錨機組掘進實現(xiàn)一刀成巷，巷道成形質(zhì)量好。因而引起了世界采煤界的廣泛關(guān)注。目前掘錨機組在國外已日趨成熟，并得到比較廣泛的應(yīng)用。2.1.3懸臂式掘進機與單體錨桿鉆機配合工藝。懸臂式掘進機配合單體錨桿鉆機是傳統(tǒng)的綜合機械化掘進工藝。相對于上述兩種掘進工藝，機械化程度低，掘進速度慢，比

26、較好的月進度可達到600m左右。但這種工藝實應(yīng)范圍廣，類似于我們前面介紹的王莊礦現(xiàn)有的掘進工藝，仍然是國內(nèi)煤巷綜合機械化掘進的最主要方式。2.2連續(xù)采煤機快速掘進技術(shù)設(shè)備配套及施工工藝以神東集團上灣煤礦12106工作面副運、回風(fēng)順槽掘進為例簡單介紹連續(xù)采煤機設(shè)備配套和施工工藝。2.2.1配套設(shè)備a、連續(xù)采煤機：采用12CM2711D連續(xù)采煤機，該機采高2657mm5000mm，采煤能力2035T/min。由截割機構(gòu)、裝運機構(gòu)、行走機構(gòu)、液壓機構(gòu)、電氣系統(tǒng)、冷卻噴霧、除塵裝置以及安全保護裝置等組成。b、錨桿機：使用澳大利亞生產(chǎn)的ARO四臂錨桿機進行支護，該機功率為90KW，可同時支護四根錨桿。是

27、連續(xù)采煤機工作面的主要配套設(shè)備。與連續(xù)采煤機配套的錨桿機大都以液壓為動力，完成鉆孔和安裝錨桿兩項功能，在連續(xù)采煤機完成截割、裝運工序后，錨桿機立即進入掘進工作面鉆孔、安裝錨桿，對裸露的頂板及時支護。d、運煤設(shè)備：連續(xù)采煤機后配套設(shè)備包括運煤車（梭車）、鏟車和給料破碎機，主要用來運輸煤炭和材料。運煤車是一種短距離內(nèi)運輸煤炭的主要設(shè)備，目前多采用蓄電池運煤車；鏟車可實現(xiàn)裝、運、卸三種作業(yè)功能，在連續(xù)采煤機工作面鏟車可用來清理連續(xù)采煤機留下的浮煤，還可以完成其他輔助性運輸工作，例如運送錨桿、拖運其它設(shè)備等。2.2.2截割工藝a、切槽采垛：采用連續(xù)采煤機進行截割煤和裝煤。在每次掘進巷道前，司機先開動煤

28、機調(diào)整在巷道前進方向左側(cè)，并按激光線確定位置，其中激光線距巷道左幫3.4m（沿掘進方向，幫激光儀距兩順槽右?guī)?00mm）。開始向前方煤壁切割直至割入深度達一個循環(huán)進度15m，即為切槽；然后退出煤機，再調(diào)整到巷道右側(cè)，開始截割剩余部分，即為采垛，連采機就是以切槽和采垛工序來完成巷道的掘進。切槽采垛截割工序見圖3圖3 切槽采垛工序圖b、截割方式：無論是切槽還是采垛工序，連采機截割時，首先將煤機截割頭調(diào)整至巷道頂部，將截割頭切入煤體，然后逐漸調(diào)整截割頭高度，由上向下截割煤體，當(dāng)割到巷道底板時，煤機稍向后退，割完底煤，使巷道底板平整，并裝完余煤，將煤機截割頭調(diào)整在巷道頂板，接著進行下一個循環(huán)，這樣截割

29、循環(huán)往復(fù)進行，直至掘進進尺達到一個循環(huán)進度時，連采機就得移到下一條巷道進行作業(yè)。截割工藝流程見圖4圖4 截割工藝流程圖2.2.3裝煤采用連續(xù)采煤機自裝煤方式，連采機割煤時，煤落入收集頭上，裝在收集頭上的圓盤耙爪連續(xù)運轉(zhuǎn)，將煤裝入中部運輸機，中部輸送機將煤裝卸到搭接在連續(xù)采煤機后面的梭車內(nèi)。2.2.4運煤工作面選用梭車來完成運煤工序。由梭車、給料破碎機、順槽皮帶、大巷和主井膠帶機共同完成煤炭運輸。2.2.5清煤選用UN488型鏟車清理巷道內(nèi)的浮煤、淤泥，保證巷道干凈、暢通。每個掘進循環(huán)完畢以后使用UN488型鏟車清理巷道內(nèi)的浮煤。2.2.6支護工序及具體要求掘進完一個循環(huán)后，將錨桿機開到支護區(qū)域

30、進行頂錨桿支護，支護完成后將錨桿機開到另外一條巷道進行支護，或停在不影響生產(chǎn)的區(qū)域等待下一個循環(huán)的支護。每個循環(huán)最大空頂距為17米，最小空頂距為7米。掘進循環(huán)與支護順序見圖5圖5:2.2.7各工序配合掘進完一個循環(huán)后，用連續(xù)采煤機鏟板將工作面浮煤初次清理干凈，后退至破碎機和梭車處，用鏟車將工作面浮煤徹底清理干凈，然后將錨桿機開入準備進行支護，然后再將連續(xù)采煤機開到另外一條巷道進行下一個循環(huán)掘進，實現(xiàn)掘進與支護平行作業(yè)。2.2.8工作面掘進時最大空頂距根據(jù)工作面頂板具體情況，若頂板穩(wěn)定較好無裂隙、無構(gòu)造時，最大空頂距為17m，當(dāng)遇頂板破碎、離層、遇構(gòu)造帶時，最大空頂距控制在7 m以內(nèi)，并短掘快支

31、。在正常情況下聯(lián)巷分兩次貫通；若頂板不穩(wěn)定有裂隙、構(gòu)造、漏頂時聯(lián)巷掘進最大控頂距控制在7m以內(nèi)。2.2.9聯(lián)巷掘進及抹角要求兩順槽聯(lián)巷中對中75m，兩順槽間留設(shè)21.35m寬的凈煤柱。掘進時，每隔70m由膠運順槽向輔運順槽方向掘進聯(lián)巷。聯(lián)巷與輔運順槽呈90o夾角，聯(lián)巷長為21.35m。一般聯(lián)巷開口大抹角不大于3×3m,小抹角不大于1×1m；每8個聯(lián)巷開一個調(diào)車聯(lián)巷，調(diào)車聯(lián)巷在輔運側(cè)抹兩個3×3m大角，所有抹角都為圓弧狀。2.2.10選用ARO四臂錨桿機來完成打眼和安裝工作。a、打眼前依據(jù)激光線，將錨桿機調(diào)整在巷道的正中間位置并檢查巷道高度是否符合標(biāo)準，同時將鉆架主

32、托架移到距工作面最近一排錨桿排距處（按一排錨桿的排距停機），停止行走，伸出支撐臂進行臨時支護，根據(jù)設(shè)計好的錨桿的間、排距，將要打錨桿的位置預(yù)先標(biāo)好，并在鉆桿上標(biāo)出鉆進的深度。同時，檢查鉆具的完好狀況和安全情況。b、打鉆時，先用1000mm的短鉆桿打眼定位，定位眼鉆孔必須達到深度后，換2200mm的長鉆桿在進行打眼；先在鉆箱上裝好鉆桿，一手握住鉆桿，輕輕動作，給進控制閥，使鉆頭頂?shù)巾敯?，擺動閥使鉆頭剛好頂在打眼的位置上，然后輕輕動作給進閥桿，稍微用力先剛好頂個小窩，然后打200mm左右深的孔。c、開動快速給進閥，鉆眼達規(guī)定的深度，退出鉆桿。退鉆桿時，嚴禁高鉆速帶動鉆桿。d、安裝錨桿，先給眼內(nèi)塞進

33、1卷樹脂藥卷，推到孔底，然后將已上托板和螺母的錨桿尾部套上鉆機，起動鉆機捅破藥卷并攪拌，同時將桿體推至孔底，攪拌時間10-15秒后，停止推進與旋轉(zhuǎn)，必須等待20秒后，只給旋轉(zhuǎn)力，直至螺母將銷子切斷并緊固到位，鉆箱瀉壓停止轉(zhuǎn)動，使螺紋鋼錨桿錨桿扭力不小于100 N·m，錨固力不小于8T。e、由于現(xiàn)在使用單螺母一次性機械快速緊固錨桿，錨桿機必須加設(shè)旁路減壓裝置（即卸壓閥），并將最大扭矩調(diào)整為120N·m。f、打錨桿時必須嚴格按定位、鉆眼、裝藥卷、裝錨桿、攪拌、緊螺母的順序來操作。2.2.11生產(chǎn)組織a、生產(chǎn)組織：采用四個生產(chǎn)班，一個檢修班的勞動組織形式。即四個生產(chǎn)班按“四六”作

34、業(yè)方式三個生產(chǎn)班生產(chǎn)，其中一個生產(chǎn)班頂替休息，一個檢修班在早班進行檢修，為生產(chǎn)做準備工作。b、為了充分利用工時，采用各工種平行與順序作業(yè)相結(jié)合的勞動組織形式，各工種之間盡可能組織平行作業(yè)，各負其責(zé)，互相配合，共同完成工作面的落煤、裝煤、運煤、支護、接風(fēng)筒、更換電瓶、運送材料及清理巷道等工作。2.2.12勞動組織a、工作面采用一次掘進成巷循環(huán)作業(yè)方式，生產(chǎn)班完成落煤、裝煤、運煤、支護和清理原煤等工作，檢修班對機電設(shè)備負責(zé)進行全面檢修與保養(yǎng)，同時負責(zé)工作面機電設(shè)備搬遷，接水管、電纜的延伸與吊掛；輔助班負責(zé)延皮帶、接風(fēng)筒、維護路面和各種材料的運送等工作，為生產(chǎn)班的正常生產(chǎn)做好一切準備工作。勞動組織見

35、表4表4： 勞動組織表工 種出 勤 人 數(shù)小計一班二班三班四班檢修班管理人員班長（司機）111115副司機1111兼職4梭車司機1111兼職4錨桿司機3333113鏟車司機兼職兼職兼職兼職兼職給料司機1111兼職4皮帶司機2222兼職8電鉗工兼職兼職兼職兼職1414輔助工11111216管理人員88合計10101010288762.2.13生產(chǎn)定額a、進尺正常掘進時的循環(huán)進尺為15m，每個生產(chǎn)班平均各完成1.5個循環(huán)22.5m，日完成3個循環(huán)，每日完成22.5×3=67.5m。因設(shè)備故障、系統(tǒng)影響等，每月按27.5日計算，則每月完成進尺67.5m×27.5=1856.25m

36、，每年=27.5×12=330天，每年完成進尺67.5m×330=22275m。b、產(chǎn)量與工效每日完成進尺67.5m，則每日產(chǎn)煤67.5×6.05×4.5×1.3=2388.99T（式中6.05為膠、輔運巷的平均寬度，巷高均為4.5m，煤的比重為1.3T/m3）每月產(chǎn)煤2388.99×27.5=65697.23T，每年產(chǎn)煤1388.99×330=788366.7T每月全隊共完成進尺1856.25m，全隊定員76人人均日工效：1856.25÷30÷62=0.997m（式中76為每日正常出勤人數(shù)，每天均有1個

37、帶班隊長和一個生產(chǎn)班休息，檢修班每天3人休息，共計每日休息總?cè)藬?shù)為14人）。2.3 掘錨一體化快速掘進技術(shù)設(shè)備配套及施工工藝以西山晉興能源有限責(zé)任公司斜溝煤礦11采區(qū)輔助運輸巷為例簡單介紹掘錨一體機的設(shè)備配套和施工工藝。2.3.1設(shè)備配套斜溝煤礦11采區(qū)輔助運輸巷配備一臺奧鋼聯(lián)MB670型掘錨一體機。主要由截割系統(tǒng)（橫軸寬截割滾筒）、錨桿系統(tǒng)、臨時支護系統(tǒng)、裝載系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、降塵系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、主機架、電氣系統(tǒng)等組成，主要性能參數(shù)如下：外形尺寸11.5×5.5×3.1m，總質(zhì)量95T，最大截割斷面5.5×4.1m，錨桿鉆機6臺（4臺頂鉆機，2臺幫鉆機）緊靠截割滾

38、筒后面布置，這種設(shè)計使截割和打錨桿可以同時進行。2.3.2施工工藝割煤臨時支護鋪頂網(wǎng)，打注頂錨桿及錨索鋪幫網(wǎng)及打注幫錨桿清底出煤下一循環(huán)。頂板及幫上部錨桿、錨索由掘錨機施工，幫下部錨桿人工施工。a、截割成形：掘錨機割煤時，從掘進機斷面上進刀開1個槽，然后自上而下把煤割下來，完成全斷面截割，最后進行清底。截割、裝煤、運煤、清煤工藝和連采機工藝相似。b、臨時支護：將鋼帶、金屬網(wǎng)放在頂板液壓支撐架橫梁上?？?個液壓缸把液壓支撐架頂?shù)巾敯逦恢茫?個尾部液壓穩(wěn)定架缸穩(wěn)定住掘錨機，并輔助支撐頂板。c、永久支護：在液壓缸把液壓支撐架頂?shù)巾敯逦恢玫耐瑫r，錨桿鉆機開始工作。操縱鉆臂左右擺動閥，使兩鉆架準確到達鉆

39、眼位置，根據(jù)巷道高度及設(shè)計眼深裝入鉆桿，操縱鉆機旋轉(zhuǎn)閥及進給閥，進行鉆眼。當(dāng)鉆桿鉆入頂板深度達到規(guī)定長度時，停止鉆進，繼續(xù)保持鉆桿旋轉(zhuǎn)，將鉆桿退出。按規(guī)定將樹脂藥卷裝入眼內(nèi)，用錨桿頂住藥卷，將錨桿裝入攪拌套內(nèi)，升起鉆機將藥卷推至眼底，然后轉(zhuǎn)動，進行攪拌，邊旋轉(zhuǎn)邊推進錨桿，約1020秒將錨桿托板推至頂板位置，將托盤緊貼頂板，停止旋轉(zhuǎn)，保持推力約60秒。待樹脂凝固后（約60s），緩緩下移鉆架，使攪拌套與錨桿（注意不能給進）脫開，卸掉攪拌套，人工卸掉錨桿上的推進螺母。調(diào)整搖臂和鉆架位置進行下一根錨桿的鉆眼工作。按照上述程序完成頂錨桿、錨索、上部幫錨桿的施工。下部幫錨桿緊跟掘錨機人工進行施工，同單體幫

40、錨桿鉆機施工工藝。d、在打錨桿眼和安裝錨桿的同時，滑動機架推著截割裝置向前移動來進行掏槽，最大滑動距離1m。裝煤裝置和運輸機也同時向前移動，將截割下來的煤運走。截割斷面完畢后，縮回滑動機架和裝、運煤裝置，便于錨桿施工完畢后，掘錨機整體前移進行下一循環(huán)。2.3.3勞動組織負責(zé)輔助運輸上山施工的綜掘六隊，在冊115人，其中管理干部6名，維護工18名。人員配備見表5表5： 井下人員配備表班次0點8點4點小計跟班隊長1113班長2226頂部支護工88824清底工2226刮板機司機11131號車司機2226幫部支護工66618維護工44412掘錨機司機2226膠帶機司機2226運料工2226合計3232

41、32962.3.4循環(huán)作業(yè)圖表巷道掘進采用正規(guī)循環(huán)作業(yè)方式，“三八制”生產(chǎn)作業(yè)，0點、8點正常生產(chǎn)，4點班檢修兩小時。正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖見表6表6： 正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖表序號工作內(nèi)容0點班工時/min循環(huán)時間123456781交接班202臨時支護203割煤4204掛頂網(wǎng)，打頂錨桿4205掛幫網(wǎng)、打幫錨桿4406運材料4007清理602.3.5生產(chǎn)定額a、每個圓班按照70個循環(huán)（0點、8點每班25個循環(huán)，4點每班20個循環(huán)），每個循環(huán)0.8m，日循環(huán)進尺56m。每月按27.5天計算，月進尺1540m。b、產(chǎn)量與工效每日完成進尺56m，則每日產(chǎn)煤56×5.5×4.1×1.3=

42、1641.64T（式中5.5為輔助運輸巷的平均寬度，巷高均為4.1m，煤的比重為1.3T/m3）每月產(chǎn)煤1641.64×27.5=45145.1T，每年產(chǎn)煤1641.64×330=541741.2每月全隊共完成進尺1540m，全隊定員115人人均日工效：1540÷30÷82=0.626m（式中82為每日正常出勤人數(shù)，按照115人每周休息2天機算）。3 煤巷快速掘進技術(shù)的改進與發(fā)展盡管我國煤巷掘進技術(shù)取得了較大進展，但是與先進的綜采技術(shù)相比還比較落后。很多礦區(qū)巷道掘進已經(jīng)無法滿足綜采工作面的快速推進的要求，給礦井正常接續(xù)帶來了巨大的壓力。有些礦井不得不大量增加掘進隊伍，給生產(chǎn)管理和安全帶來很多問題。因此，應(yīng)加大發(fā)展煤巷綜掘技術(shù)的力度，以顯著提高煤巷掘進速度與工效。通過以上介紹，我們對三種煤巷