淺談綜掘工作面掘進(jìn)施工技術(shù)

王偉 趙立瑰 趙艷軍

摘要：綜合機(jī)械化掘進(jìn)機(jī)（簡稱“綜掘機(jī)”）已在大型現(xiàn)代化煤礦礦山中得到廣泛應(yīng)用，并能大大提高掘進(jìn)速度和功效。本文以中煤平朔井工三礦34203工作面主運(yùn)順槽施工為例，淺談綜掘工作面掘進(jìn)施工技術(shù)，以期對有色金屬礦山、軟巖隧道中的應(yīng)用有所借鑒。

關(guān)鍵詞：綜掘機(jī);掘進(jìn);施工組織

1.前言

綜掘機(jī)施工一般在巖石硬度系數(shù)f≦8的中硬及以下巷道掘進(jìn)施工中發(fā)揮效能，在大型現(xiàn)代化煤礦礦山中應(yīng)用較為廣泛[1-3]，當(dāng)現(xiàn)場條件符合，在有色金屬礦山、軟巖隧道[4-5]中也可投入使用。綜掘與炮掘施工在工作面布置、施工組織、工藝與流程均有所差異，本文以中煤平朔井工三礦34203工作面主運(yùn)順槽施工為例，淺談綜掘工作面掘進(jìn)施工技術(shù)。

2.工程概況

中煤平朔集團(tuán)井工三礦位于山西省朔州市平魯區(qū)，礦井面積18.0016km2，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1000萬噸/年，是國有大型現(xiàn)代化礦井。礦井分一、二兩個采區(qū)，主采煤層為4煤、9煤、11煤。其中4煤煤層平均厚度11.75m，煤層傾角0°～15°，硬度系數(shù)f為1-3。煤層頂板為砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，底板為粉砂巖。34203工作面位于4煤二采區(qū)西側(cè)，主運(yùn)順槽預(yù)計(jì)施工長度1490.5m，斷面為矩形斷面：寬×高=5.2m×3.5m，斷面面積18.2m2，采用EBZ-200型綜掘機(jī)沿煤層底板施工。

3.特點(diǎn)及適用范圍

綜掘機(jī)截割煤巖屬于物理方法，具有如下特點(diǎn)：1截割速度快，可以實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)、運(yùn)輸連續(xù)作業(yè)，大大提高生產(chǎn)效率;2縮短建設(shè)施工周期，降低施工成本;3成巷質(zhì)量高，巷道成型更易控制;4減少因圍巖穩(wěn)定性較差而造成安全事故發(fā)生率;5無有毒氣體，節(jié)能、環(huán)保。

在煤巷、半煤巖巷以及巖石硬度系數(shù)f≦8的巷道掘進(jìn)施工中生產(chǎn)效率高，截齒消耗低，可以發(fā)揮最大效能，在不利施工條件下，安裝高強(qiáng)截齒截割硬度可到f10。綜掘機(jī)可截割縱向工作坡度≤±18°的斜坡道、斜井。

4.主要結(jié)構(gòu)及工藝原理

EBZ200型綜掘機(jī)，綜合了截割、裝運(yùn)、除塵、自身行走等多種功能，主要由截割機(jī)構(gòu)、裝載機(jī)構(gòu)、運(yùn)輸機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、機(jī)架及回轉(zhuǎn)臺、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、冷卻滅塵供水系統(tǒng)以及操作控制系統(tǒng)等組成，見圖1。

綜掘機(jī)通過旋轉(zhuǎn)截割部，使截割頭上截齒與巖石在壓力作用下發(fā)生碰觸，利用物理作用把巖石從圍巖母體中剝離出來，再利用綜掘機(jī)上鏟板、星輪、第一運(yùn)輸機(jī)、第二運(yùn)輸機(jī)等配套設(shè)施把剝落的煤巖從掘進(jìn)面轉(zhuǎn)送至皮帶上，由皮帶把煤巖從迎頭運(yùn)出。詳細(xì)參數(shù)見表1。

5.工作面布置與配套設(shè)備

工作面內(nèi)順槽皮帶、風(fēng)水管、電纜、信號線、風(fēng)筒等均布置在巷道右?guī)?，如圖2所示。

采用合理的配套運(yùn)輸方式是提高功效的重要因素，本巷采用如下配套完成原煤運(yùn)輸作業(yè)：

EBZ200綜掘機(jī)一運(yùn)刮板→二運(yùn)橋式轉(zhuǎn)載機(jī)→34203主運(yùn)順槽SSJ-1000膠帶運(yùn)輸機(jī)→主運(yùn)大巷膠帶運(yùn)輸機(jī)→主井煤倉，見圖3。

6.施工組織及工藝流程

6.1施工組織

34203主運(yùn)順槽施工時，采用“三八制”作業(yè)，兩個半班生產(chǎn)：早班先檢修后生產(chǎn)，中、夜班正常生產(chǎn)。在頂板完整的情況下，采用“一掘三錨”的循環(huán)方式，循環(huán)進(jìn)尺為3m，最大空頂距3.3m，最小空頂距0.3m，最大空幫距5.3m;早班為一個循環(huán)，夜、中班為兩個循環(huán);頂板破碎或不完整的情況下或過斷層帶必須嚴(yán)格執(zhí)行“一掘一錨”的循環(huán)方式。

6.2工藝流程

（1）交接班、質(zhì)量驗(yàn)收：現(xiàn)場交接班，驗(yàn)收上一班工程質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)隱患及時處理。確認(rèn)無隱患后再生產(chǎn)。（2）“敲幫問頂”、檢查瓦斯：嚴(yán)格執(zhí)行“敲幫問頂”制度，要用2m以上專用長柄工具處理掉頂幫活矸、危巖。嚴(yán)格檢查好作業(yè)地點(diǎn)20m范圍內(nèi)瓦斯情況，瓦斯?jié)舛却笥?.8%嚴(yán)禁作業(yè)。（3）打超前短探：按礦井要求施工超前短探，無異常情況方可繼續(xù)施工。（4）截割、裝載：采用EBZ-200型掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行截割，通過掘進(jìn)機(jī)鏟板、扒載到掘進(jìn)機(jī)運(yùn)輸機(jī)上。由于巷道較寬，選擇從巷道中間進(jìn)刀掏窩槽，進(jìn)刀深度為截割頭三分之二為宜，EBZ-200型綜掘機(jī)截割頭長1200mm，每循環(huán)進(jìn)刀為800mm。按照“之”字線路從中向左由底向頂依次進(jìn)行切割，巷道左半部切割完成后，從中向右由底向頂依次進(jìn)行切割，巷道右半部切割完成后，刷幫使巷道成形。截割方向如圖5所示。

（5）運(yùn)輸：通過掘進(jìn)機(jī)一運(yùn)刮板、二運(yùn)皮帶轉(zhuǎn)載至SSJ-1000皮帶機(jī)，通過外部煤流系統(tǒng)將煤運(yùn)出。（6）臨時支護(hù)：臨時支護(hù)采用吊環(huán)插桿式，上吊環(huán)的錨桿螺紋長度不得小于20mm，采用兩根插桿，迎頭插桿要橫鋪兩塊厚度不小于50mm、寬不小于100mm的大板，大板距兩幫的距離不超過500mm。（7）永久支護(hù)：按照巷道支護(hù)要求，分別進(jìn)行頂錨桿、幫錨桿、錨索、鋪聯(lián)網(wǎng)作業(yè)。（8）清理：清理浮煤，收拾工具。

7.結(jié)語

綜掘機(jī)的應(yīng)用提高了井巷掘進(jìn)的機(jī)械化程度，減少了人員的勞動強(qiáng)度，提高了施工的效率。為快速掘進(jìn)創(chuàng)造了條件，但同時也對綜掘機(jī)質(zhì)量、施工隊(duì)伍的維修與管理水平提出了更高的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮彥偉，張華芬，劉景超.綜掘機(jī)在半煤巖巷道中的推廣應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械，2007，28（09）：164-166.

[2]周仕來，劉勇，楊勇，etal.EBZ-160型綜掘機(jī)的實(shí)踐與應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械，2010，31（08）：191-193.

[3]羅習(xí).提升綜掘機(jī)掘進(jìn)效率的研究與探討[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2016（17）：41-42.

[4]關(guān)則廉.懸臂式掘進(jìn)機(jī)在地鐵工程暗挖隧道施工中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2009，46（05）：73-75.

[5]歐兵，何波，廖梓屹.懸臂式掘進(jìn)機(jī)在武引二期工程隧道施工中的應(yīng)用[J].四川建材，2017（04）：176.