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总第 1 7 0期 大断面巷道使 用 C MM 2 2 0型液压钻车 和 E B H一3 1 5掘 进机 配套 掘 进技 术 王志刚 ， 星宁江 ， 闫小军 潞安环能股份公司 王庄煤矿， 山西 长治0 4 6 0 3 1 摘要 传统大断面巷道施工工艺繁琐 ， 需进行二次成巷施工， 掘进机进退机作业次数多、 流程复杂 ， 临时 支护和永久支护时间长， 劳动作业强度大， 掘进效率低。C MM 2 2 0型液压钻车和 E B H一3 1 5型掘进机配 套掘进技术工艺流程简单， 杜绝了重复作业， 节省了进退机作业时间， 临时支护和永久支护操作简单 ， 巷道 高度容易控制， 成型好 ， 减少了工人劳动强度， 大大缩短了支护时间， 提高了掘进效率。 关键词 大断面； 一次成巷；循环进尺 ’ 中图分类号 T D 3 5 3 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 5 2 7 9 8 2 0 1 3 1 0 0 0 4 6 0 3 1 工作面概况 胶轮车大巷 I为王庄煤矿新井主要辅助运输巷 道， 断面大 ， 服务年 限长 ， 担负着王庄新井 8 1 、 9 1采 区大型综 采 掘设 备 运 输 任 务。该 巷 设 计 长度 为 6 0 0 0 m， 根据地质资料以及该巷相邻巷道回风大巷 I 与 5 4 0胶带大巷 已揭露情 况看 ， 该巷掘进整体下 山， 煤层倾角为 71 5 。 ， 顶底板岩石均 为细致 白砂 岩 ， 普氏系数-厂 59 ， 最大-厂 1 2 。且中部存在 2个 正断层 ， 落差分别为 1 0 m、 2 4 I l l_ 。由于该巷将来采 用胶轮车作为运输工具 ， 所以胶轮车大巷 I掘进施 工最大允许坡度不超过 8 。 ， 如沿底板掘进 ， 难 以保 证巷道坡度 ， 因此在掘进过程 中需截割破顶岩或底 板 以满足巷道施工要求 。 带及 s J 一 8 0胶带输送机 2部； ④通风设备 F B D Y一 23 0 k W 对旋式主副风机 2台， 配备 1 0 0 0 m m风 筒 。 3 设备技术优点。①功能全面 ， 安全性及效 率高 ， 工人劳动强度低 ； ②两设备底盘均为整体钢性 组合履带行走机构 ， 行走采用液压马达 减速机驱 动 ， 作业时保证 了设备 的稳定性和可靠性 ； E B H一 3 1 5掘进机最大截割高度可达 5 ． 8 2 5 1 T I ， 最大截割宽 度可达 7 ． 0 1 m， 破岩效果好 ， 实现 了大断面巷道 的 一 次成巷； ④液压钻车在支护及锚杆打设上均依靠 自身液压系统来提供动力 ， 钻臂动力大 ， 打设锚杆速 度快 ， 缩短了作业时间， 提高 了支护效 率； ⑤液压钻 车的作业平台可以升降 ， 支护高度达到 5 m以上 ， 实 现了大断面掘进一次成巷后的一次支护。 2 工作面永久支护及设备配套 3 掘进施工工艺 1 该巷高为 4 ． 6 m， 宽为 6 ． 3 m， 断面面积为 2 8 ． 9 8 m ， 采用锚 网 索 支护， 一次成巷。锚 杆排 距 8 0 0 mm， 顶板每排打设 8根 D 2 2 m m3 0 0 0 mm 的锚杆 ， 两帮每排打设 1 0根 D 2 2 mm 2 4 0 0 m m的 锚杆 ， 帮锚杆打设分两次打设完成 ， 顶帮均铺设双筋 双梁钢筋梯 子 梁。锚 索布 置为 顶 3帮 4， 规格 为 D 2 2 mm 7 3 0 0 mm， 排拒 1 6 0 0 mm。巷道 掘进采 用“ 掘二支二” 方式 ， 最大控顶距 2 ． 0 5 1 T I 。 2 工作面设备配套。①割煤破岩设备 E B H 一 3 1 5型掘进机 ， 技术参数见表 1 ； ② 打眼支护设 备 C MM 2 2 0型液压钻车配备使用帮风动锚杆机 ， 技术参数见表 2； ③ 运输设备 D Z Q一1 6 0型转载胶 3 ． 1传 统 施 工 工 艺 3 ． 1 ． 1 工 艺流程 延伸 机尾一掘 进机进 机 割煤 岩 、 出渣一退 机一敲帮 问顶一临时 支护一永久 支 护一验 收一退 机 、 缩机尾一二次拉底 、 出渣一退机一打设帮锚杆 、 索 二次 一验收一下一循环。 3 ． 1 ． 2弊病 1 需进行二次成巷施工 ， 流程复杂 ； 割煤 时， 掘进机进退行程大， 胶带机尾需及时回缩或延伸 ， 不 断重复作业。 2 二次拉底直接制约着施工进度， 且巷道高 度控制难度大。 收稿 日期 2 0 1 3 -0 8 -0 9 作者简介 王志刚 1 9 7 5一 ， 男， 山西壶关人 ， 工程师， 从事生产技术工作。 2 0 1 3年 1 0月 王志刚等 大断面巷道使用 C MM 22 0型液压钻车和 E B H一3 1 5掘进机配套掘进技术 第2 2卷第1 0期 3 施工机具 使用风钻 ， 需人工 抬运 ， 工 人劳 动强度大 ， 占用人数多。 表 1 E B H一 3 1 5型掘进机技术参数 4 临时支护 、 永久支护时间长 ， 作业效率低。 3 ． 2 新型设备配套施工工艺 3 ． 2 ． 1 工艺流 程 延伸机尾一E B H一3 1 5掘进机进机 割煤 岩 、 出渣一掘进机退机靠帮一敲帮问顶一c MM22 0型 液压钻车进机一临时支护一永久支护一液压钻车退 机一验收一下一循环。 3 ． 2 。 2优 点 1 工艺流程 简单 ， 杜绝 了重复作业 ， 节省 了 多次进退机的作业时间。 2 巷道高度容易控制 ， 成型好。 3 永久支护 时 ， 无需人 工抬运施工 机具 ， 很 大程度上减少了工人劳动强度 ， 而且解放了劳动力 ， 为其他作业提供 了充足的人员。 4 大大缩短了支护时间， 提高了支护效率 。 4 存在问题及解决方法 4 ． 1 循环进尺 1 问题 ①该掘进机截割部为横轴式双截割 头 ， 单 截 割 头 直 径 为 1 5 0 0 m m， 当锚 杆 排 距 为 8 0 0 mm， 最小控顶距为 1 ． 2 5 IT I 时， 割煤不易控制且 经常出现截割头搅网损坏锚杆 的现象 ； ②循环进尺 为 8 0 0 mm时 ， 单循环掘进机需进退机 2次 ， 钻车进 退机 1次 ， 重复作业次数多 ， 且在进退机过程中容易 与掘进机碰触而损坏 。 2 解决方法 根据现场情况 ， 在煤 体坚硬情 况下 调 整 循 环 进 尺 为 1 6 0 0 mm， 最 大控 顶 距 为 2 ． 0 5 m； 在煤体松软时 ， 采用先截 割 6 0 08 0 0 mr n ， 停机后人员站在掘进机上永久支护下打设 3～ 4根 超前锚杆进行预控 。经过 以上调整后 ， 不仅容易控 制成型 ， 而且减少 了掘进机及钻车进退次数 ， 每循环 可节省时间 2 0～ 4 0 m i n 。 4 ． 2 顶帮锚杆施工 1 问题 ① 在操 作液 压钻 车安装 紧 固锚杆 时 ， 若顶板局部不平整 ， 紧固锚杆过程 中锚杆外露段 会随斜面发生轴向歪斜 ， 造成 紧固器旋转不同轴而 折断； ②帮锚杆施工采用螺 帽安装时需进行二次安 装铁饼 、 半圆球 ， 且帮面不平时费时费力。 2 解决方法 ①在采用原锚杆紧固器时， 紧 固器下方六棱头为焊接式 ， 发生轻微偏 向旋转 即掰 折。通过现场观察改进 ， 将紧固器中部进行分体， 加 焊一万向头， 使紧固器上下两部实现前后左右随意偏 向。这样不仅将锚杆 的安装效率 由原来的 3 m i n ／ 根 提高为 1 ra i n ／ 根 ， 而且杜绝了搅拌器掰折现象 ， 锚杆 偏向3 0 m m仍能照常安装 ， 极 大地提 高 了该钻车井 下不 同地质条件下 的锚杆施工能力 。帮锚杆采用快 速安装器 ， 锚杆搅拌 、 紧 固可一次完成 ， 避免 了人工 弯压钢带 ， 且每根锚杆可节省安装时间 3 mi n 。 4 ． 3 割煤 工序 1 问题 ① 由于 内外 喷雾 水 、 底板 水、 打钻 水 ， 造成工作面积水较多， 当工作 面岩石被截割后 ， 与积水混成泥浆 ， 水泵无法排 出， 作业人员无 法进 出 ； ②该机机重 1 2 5 t ， 在截割煤岩过程 中进退机对 底板来回碾压 ， 使巷道底板中部出现槽坑 ， 尤其是在 底板为全煤时较为严重 ， 导致巷道超高及掘进机卧 机 。 2 解决方法 ①在截割过程 中 ， 截 割方 式遵 循先岩后煤的原则 ， 在截割岩石后截割下落煤与岩 4 7 2 0 1 3年 1 O月 王志刚等 大断面巷道使用 C MM 2 2 0型液压钻车和E B H一 3 1 5掘进机配套掘进技术 第2 2卷第1 0期 石混合进行出渣 ， 一是煤 吸水能力较强可减少工作 面大量积水 ； 二是混合后可避免岩石对煤溜 、 胶带等 运输设备的磨损损坏。在全岩掘进 时， 在 掘进处安 装移动排水泵 ， 从根本上杜绝水与岩石混合造成泥 浆。 ②巷道设计高度为4 ． 6 r fl ， 要求割煤司机截割巷 道中部高度控制在 4 ． 4～ 4 ． 5 m之间 ， 且进退机时铲 板尽量靠帮铲净两帮煤体 ， 如此 即可保证 巷道整体 高度。 4 ． 4割煤成型控制 1 问题 ①掘进机长 1 2 ． 9 5 m 、 宽 3 ． 0 8 1T I ， 司 机操作位置较低 ， 割煤视线 不好 ； ②巷 道高宽度较 大 ， 截割过程中司机 目测无参照物 ， 成型不 易控制 ； ③巷道腰线控制每循环 由验收员拉线量取 ， 且存在 误差。 2 解决 方法 现巷道普遍采用激 光指示 ， 根 据工作面实际情况 ， 将激光指示改用为 中腰线合一 管理 ， 在激光前方 3处中线点垂线上标识腰线点 ， 激 光对准 ， 同时在窝头处 配备一成 型标杆 该标杆长 4 ． 2 m， 用红白反光膜循环粘贴 ， 每节2 0 0 m m ， 验收 员成型量取时， 直接将标杆对准激光挂在顶网上 ， 读 取标杆激光上下反光膜数量即可判断巷道高低 ， 然 后用卷尺量取标杆与帮的距离， 该方法省时省力 ， 效 果较好， 经试验后， 巷道净高净宽误差可控制在 2 0 0 m m以内。 4 ． 5 临时支护 1 问题 巷道宽度为 6 ． 3 1 1 1 ， 如使用以往前探 梁进行临时支护 ， 需采用 5 m 的绞顶大板和 3根长 4 ． 0 m的 7 6 m m钢管 ， 人工进行临时支护费时费力 ， 一 架临时支护时间约为3 5 mi n ， 且巷道高， 人员抬放 梁管、 大板危险系数高。 2 解决方法 合理利用液压 钻车前端 ， 该 钻 车在购进时 ， 只简单安装临时支撑机构 ， 根据其前后 左右可伸缩性能 ， 制作菱形伸缩架安装在支撑机构 中部。使用时， 将支撑机构伸出同时带动菱形架展 开 ， 人员将临时支护 网、 钢带放在上方 ， 升起顶住顶 板 ， 1 5 m i n即可完成 临时支 护， 同时该支 护采用液 压油缸支撑 ， 强度较高。 5 结语 1 该巷 自2 0 1 3年 2月 2 3 E t 引进 E B H一 3 1 5 型掘进 机， 3月 1 5日引进 C MM2 2 0型液压钻车 ， 各生产班熟练期 为 1 3 d 。在 未采用新型设备前 ， 受 二次成巷及放炮破岩影响， 班平均进尺 0 ． 8 1 “1 1 ， 月进 尺最高 6 4 m。引进新设备后 ， 月进尺提升至 9 5／ 1 1 ， 通过一 系列优化 、 改造后 ， 5月份该面实际进尺达到 1 2 0 m， 折合进 尺 2 1 7 IT I ， 其 中厚 2 ． 0 m 的半 煤岩 4 3 1T I o 2 实现了大断面巷道掘进一次成巷 ， 遇岩石 可直接截割 ， 减小了地质条件影响 ， 打破了巷道设计 受煤层厚度影响的局限。 3 引进新 型机械设备 ， 提高综 掘机 械化 水 平 ， 为今后王庄煤矿掘进工作面的快速掘进提供了 丰富的经验。 [ 责任编辑 常丽芳] 七 七 -4 “ 女 -4 -“ 七 - 4 “ 女 女 女 七 上接 第1 4页 围岩形变测量以及断面收敛测量等。 参考文献 4 结语 1 现场应用表明， 喷锚支护作为一种见效快 、 支护效果好的支护方式 ， 完全适 用于寸草塔二矿 的 巷道支护。初次喷护作为临时支 护的一种 ， 可节 约 金属和木材 ， 安全经济 ； 在支护过程 中， 允许 围岩有 一 定程度的塑性形变 ， 既降低了围岩的压力 ， 又能限 制围岩的有害大变形 。 2 在喷锚支护的施工过程 中， 应 当重视 喷射 混凝土的时机和喷层厚度， 应根据现场监控数据及 时调整喷锚支护参数 ， 以期达到最佳支护效果。 [ 1 ] 侯朝炯， 郭励生． 煤巷锚杆支护[ M] ． 徐州 中国矿业大 学 出版社 ， 1 9 9 9 1 5 ． [ 2 ] 康红普， 王金华． 煤巷锚杆支护理论与成套技术[ M] ． 北京 煤炭工业出版社， 2 0 0 7 2 2 2 7 ． [ 3 ] 康红普 ， 姜铁明． 预应力锚杆支护参数的设计[ J ] ． 煤炭 学报 ， 2 0 0 8 ， 3 3 7 7 2 1 7 2 6 ． [ 4 ] 胡建华 ， 张世雄． 组合喷锚支护在矿山中的应用[ J ] ． 有 色金属， 2 0 0 1 5 1 51 7 ． [ 5 ] 王剑波， 原丕业． 喷射混凝土质量检验与评价方法探讨 [ J ] ． 有色金属 ， 2 0 0 1 2 2 6 2 9 ． [ 6 ] 郑颖人． 地下工程喷锚支护设计指南[ M] ． 北京 中国 铁道出版社 ， 1 9 8 8 81 5 ． [ 责任编辑 常丽芳]
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