回采巷道横川拐弯掘进施工工艺应用.pdf

182020 年第 3 期 回采巷道横川拐弯掘进施工工艺应用 王卫卫 （山西长平煤业有限责任公司，山西 晋城 048000） 摘 要 为了解决回采巷道横川拐弯掘进施工时人工清煤的劳动强度大、作业时间长、掘进施工效率低的问题，采用 ZCY60R 侧卸式装岩机代替人工出煤作业，实现了横川拐弯掘进施工的全程机械化，降低了作业人员的劳动强度，提高了 横川拐弯掘进施工效率，减少了回采巷道掘进时间，有效缓解了矿井采掘衔接紧张局面。 关键词 弯曲 掘进 施工 中图分类号 TD263 文献标识码 B doi10.3969/j.issn.1005-2801.2020.03.008 Application of the Construction Technology of the Crosscut Corner Driving in the Mining Roadway Wang Wei-wei （Shanxi Changping Coal Industry Co., Ltd., Shanxi Jincheng 048000） Abstract In order to solve the problems of high labor intensity, long working time and low efficiency of manual coal cleaning during the construction of hengchuan corner driving in the stope tunnel, ZCY60R side unloading rock loader is used instead of manual coal production, which realizes the whole process mechanization of hengchuan corner driving construction, reduces the labor intensity of the operators, improves the construction efficiency of hengchuan corner driving, and reduces the driving time of mining roadway and effectively relieves the tension of mining connection. Key words bend driving construction 收稿日期 2019-09-21 作者简介 王卫卫（1985-），男，山西晋城人，2013 年毕业于 太原理工大学采矿工程专业，助理工程师，现任山西长平煤业有 限责任公司机掘二队技术员。 建设高产高效矿井，必须合理安排矿井采掘衔 接，工作面回采与巷道掘进相协调。目前我国煤矿 采煤工作面机械化程度在 90 以上，掘进机械化程 度仅达到 60 左右，有些甚至只有 40。掘进工作 面机械化程度低、掘进效率低，是影响我国煤矿采 掘衔接紧张的主要原因 [1]。煤矿巷道在掘进过程中 常常遇到需要拐弯的情况，特别是回采巷道在掘进 过程中往往需要同步掘进横川，而拐弯施工前期由 于没有完善的机械化出煤系统，需要采用人工清煤 的出煤方式，导致作业人员劳动强度大，作业时间 长，掘进效率低。探索横川拐弯掘进施工新工艺， 提高横川掘进效率，对缓解矿井采掘衔接紧张具有 重要意义。多位技术专家结合各自矿井具体条件， 研究了相应的巷道拐弯掘进施工工艺，取得了一定 的应用效果 [2-5]。 1 概况 长平矿主采 3 号煤层，煤层强度低，节理、裂 隙发育，煤层 f ＜ 2，平均厚度为 5.75m，煤层倾角 0 12，平均 4，煤层埋深在 450600m 之间。 煤层直接顶板为泥岩，厚度 3.30m，黑色，薄层状， 水平裂隙发育，层面上见云母及植物化石碎片；基 本顶为粉砂岩，厚度约 4.40m，灰黑色，薄层状， 波状层理，层理面见云母碎片，与灰色薄层细砂粒 岩互层；直接底为泥岩， 厚度0.67m， 黑色， 薄层状， 水平裂隙发育，层面上见云母及植物化石碎片；基 本底为粉砂岩，厚度 2.09m，灰黑色，薄层状，波 状层理，层理面见云母碎片，与灰色薄层细砂粒岩 互层。 3煤四盘区工作面巷道设计为双巷布置，巷道 沿煤层顶板布置掘进作业。为了满足巷道通风需要， 巷道每隔 80m 设计施工 1 个通风横川。巷道间通风 横川设计净长度 55m（帮对帮），宽 5m，高 4m， 断面 20m2，锚杆（索）支护排距为 1m。在巷道掘 进到设计横川位置时，即进行横穿拐弯掘进施工。 192020 年第 3 期 采用以往的横川拐弯施工工艺，掘进一个 60m 横川 需要 11d 时间，且需要人工出煤，作业人员劳动强 度大，劳动效率低，严重影响采掘衔接。因此，引 入了 ZCY60R 侧卸式装岩机，助力回采巷道横川掘 进施工。 2 传统技术工艺及存在问题 2.1 传统工艺 长平矿采用“三八”制作业模式，即两班生产， 一班检修。早班为检修时间，中班、夜班为生产时 间，生产班正规循环作业 4m/ 班。以往回采巷道横 川施工工艺为在回采巷道掘进至横川设计位置时， 采用 EBZ150A 综掘机进行横川掘进施工。 前四天做开口准备，采用机组割煤，并进行巷 口 5m5m 抹角施工，采用人工出煤，四天累计进 尺 11m。机组完全进入横川后，第五天检修班安装 工作面 40T 溜子，中班正常割煤，第五天和第六天 由于未安装转载机，仍采用人工清煤，每天正常割 煤 4m，第六天结束后累计进入横川 19m。第七天 早班检修班安装转载机，中班、夜班正常组织生产， 直至第十天结束，每天保证 8m 进尺，累计进入横 川 51m。第十一天中班正常组织生产，夜班贯通， 开始退机，进行横川贯通后的收尾作业。 2.2 存在问题 在横川掘进施工前六天，由于横川掘进出煤系 统不完善，需要采用人工进行清煤和出煤工作，作 业人员劳动强度大，作业效率极低，前六天累计进 尺仅有 19m，制约矿井采掘衔接安排。 横川拐弯施工前期， 没有完善的 “转载机溜子” 出煤系统，没有建立机械化出煤系统是导致巷道横 川掘进施工效率低的主要原因。因此，必须引入机 械化出煤设备，提高横川拐弯施工效率。 3 机械化出煤工艺应用 3.1 机械化出煤工艺 采用 ZCY60R 侧卸式装岩机代替人工进行清煤 和出煤。新工艺横川拐弯前三天采用机组割煤（带 抹 5m5m 角）、ZCY60R 侧卸式装岩机进行清煤 的方式进行出煤，第四天安装 40T 溜子，第六天 机组安装转载机使用二运进行出煤进入正规循环作 业。具体方法如下 （1）第一天早班检修班拆除转载机，在正 巷皮带机尾安装 40T 溜子一部，将侧卸式装岩机开 至机组后（40T 溜子旁），为中班开口做准备，提 前施工锁口锚索，拆除网片，将供电系统、风筒、 风水软管、激光、设备等移至横川开口处；中班， 横川开口期间和抹角（5m5m）同步进行，机组 斜割开口，割 2 通排；夜班继续割 2 通排，第一天 共计拐进横川 4m。 （2） 第二天、 第三天中班、 夜班正常组织生产， 每班割 2 通排，第三天共计拐进横川 12m。 （3）第四天早班检修班安装工作面 40T 溜 子一部，未安装转载机，侧卸式装岩机开至工作面 溜子旁配合清煤，中班、夜班正常组织生产，每天 保证 6m，第四天共计拐进横川 18m。 （4）第五天中班、夜班正常组织生产，每 天保证 6m，第五天共计拐进横川 24m。 （5）第六天早班检修班安装转载机，中班、 夜班正常组织生产，每天保证 8m，第六天共计拐 进横川 32m。 （6） 第七天、 第八天中班、 夜班正常组织生产， 每天保证 8m，第六天共计拐进横川 48m。 （7）第九天中班正常组织生产，夜班贯通， 开始退机，进行横川贯通后的收尾作业。 3.2 应用效果 通过在长平矿四盘区 4308 工作面回采巷道掘 进过程中的成功应用可知，采用 ZCY60R 侧卸式 装岩机代替人工进行清煤和出煤后，完成一个 55m 横川施工，相比旧工艺可提前两天完成掘进施工作 业，施工效率提升 18.2，明显降低了作业人员的 劳动强度，实现了横川掘进施工机械化。分析可知， ZCY60R 侧卸式装岩机具有以下优点 （1）在短距离运输中，ZCY60R 侧卸式装岩机 可以代替铲车运输材料、备件、溜子备件、转载机 构件等较大型设备，大大节省工人劳动强度和体力， 同时提高了工效。 （2）由于 ZCY60R 侧卸式装岩机车身窄、长 度短，灵活，机动性强。可以将设备运至安装地点， 且其在安装过程中能代替吊链完成起吊；安装机头 时能直接到位；在续接溜槽时，ZCY60R 侧卸式装 岩机可以更方便地将溜槽、大链运至作业地点，省 去人工抬槽、拖大链的劳动强度；续接 95mm2电缆 时，能节省 10 个人工。 （3）施工水仓底部、各类硐室、巷道内底鼓 区域清煤时，能大大节省人工清煤量，并节省清煤 时间。 （4）由于侧翻车为履带式，适应在软煤底板 区域作业。 （下转第 24 页） 242020 年第 3 期 煤炭科学技术，2013，41（09）44-48. ［5］ 刘樟平，赵新宇，井广成 . 中国综放开采技术发 展历程及其展望 [J]. 能源与环保，2014（06） 35-37. 3.1.4 锚网、钢带规格 （1）顶铺 Ф480mm 的钢板金属菱形网，规 格为 3000mm1100mm；帮铺两片 Ф480mm 的 点焊经纬网，规格为 3000mm1400mm。 （2）铺联网需紧贴壁面，联网牢固，扣距 ≤ 100mm，压茬一个网格，充分展开，用 14双股 铁丝扎牢。顶网的联网铁丝头要以中线激光为准分 别朝向两边，帮部的联网铁丝头要全部朝下。 3.2 现场测试 为验证分析 19107 工作面巷道支护情况，采用 十点监测法在 19107 辅助运输顺槽进行了监测。监 测数据表明两帮受回采支撑压力影响较大，移近 量约为 0.3m，顶板中央的最大下沉量约为 0.42m； 采取措施后虽仍有变化，但巷道围岩完整性较好， 不会影响运输及工作面回采。现场实照如图 3 所示。 4 结论 （1）对影响巷道稳定性因素进行了分析，总 结发现造成巷道围岩变形破坏的原因主要是顶板泥 岩遇水软化崩解和地质构造两方面因素。 （2）根据对 19107 工程水文地质条件以及工 作面顶板泥岩亲水崩解及膨胀性试验结果分析，提 出了长锚索、强锚固、高预紧力下位直接顶强度强 化支护方案，有效控制了辅助运输巷道围岩表面变 形，满足现场生产需要，确保矿井安全高效生产。 （a）掘进头 （b）辅助运输顺槽 图 3 现场巷道支护实物图 【参考文献】 ［1］ 康红普 . 我国煤矿巷道锚杆支护技术发展 60 年及 展望 [J]. 中国矿业大学学报，2016，45（06） 1071-1081. ［2］ 贾致斌 . 软岩巷道破坏机理与支护技术研究 [J]. 江西煤炭科技，2019（01）42-4448. ［3］ 王义锋 . 软岩巷道变形破坏特征及支护控制对策 [J]. 山东煤炭科技，2019（06）87-89. ［4］ 康红普，姜铁明，高富强 . 预应力锚杆支护参数 的设计 [J]. 煤炭学报，2008（07）721-726. ［5］ 付文龙，韩帅军 . 平煤十二矿深部软岩巷道协调 支护技术研究及应用 [J]. 能源与环保，2019，41 （07）196-200. 4 结语 3煤回采工作面双巷之间每隔 80m 需掘进横 川，采用 ZCY60R 侧卸式装岩机代替人工进行清煤 和出煤，实现了横川拐弯掘进施工的全程机械化， 可以极大降低作业人员的劳动强度，提高横川拐弯 施工的施工效率，减少了回采巷道掘进时间，有效 缓解矿井采掘衔接紧张局面。 【参考文献】 （上接第 19 页） ［1］ 张燕红．浅析煤矿掘进工程中的矿山掘进机械化 作业 [J]．能源与节能，2018（08）183-184． ［2］ 孔磊．综掘机拐弯施工工艺在切眼施工中的应用 [J]．煤矿现代化，2018（02）11-13. ［3］ 梁向军．煤巷拐弯开口施工连续掘进技术 [J]．煤， 2018（09）51-52． ［4］ 孔令伟．综掘巷道拐弯施工工艺的探索与研究 [J]． 内蒙古煤炭经济，2017（21）110-111． ［5］ 任五星．煤矿掘进机拐弯开口掘进施工巷道 [J]． 同煤科技，2015（04）48-4952． （上接第 21 页） ［6］ 宁宇 . 综放开采技术回顾与展望 [J]. 煤矿开采， 2003， 8（01）1-3. ［7］ 赵青波 . 综采工作面快速搬家工艺 [J]. 煤炭与化 工，2017（03）87-88. ［8］ 田小方 . 综采工作面搬家顶板支护技术 [J]. 能源 与节能，2015（12）171-172.