大埋深大坡度下山巷道快速掘進(jìn)技術(shù)研究與應(yīng)用

王超 李攀

摘 要：肥城礦業(yè)集團(tuán)單縣能源有限責(zé)任公司為提高大坡度下山巖石巷道掘進(jìn)單進(jìn)及效率，引進(jìn)了履帶式扒渣機(jī)，優(yōu)化、完善了主煤流運(yùn)輸系統(tǒng)，優(yōu)化勞動(dòng)組織，提出了“六定一?！惫芾矸椒āＭㄟ^實(shí)踐，采用大埋深大坡度下山巷道快速掘進(jìn)技術(shù)，提高了掘進(jìn)單進(jìn)水平，確保了生產(chǎn)接續(xù)。

關(guān)鍵詞：大坡度下山;履帶式扒渣機(jī);“六定一?！?

1 前 言

3800采區(qū)巷道標(biāo)高-836.0～-1145m。其中3800軌道下山設(shè)計(jì)坡度-22°，原采用炮掘工藝耙裝機(jī)配合礦車進(jìn)行矸石運(yùn)輸，采用“兩掘一噴”方式進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)。由于巷道坡度較大，矸石裝運(yùn)效率低等原因，巷道正規(guī)循環(huán)率低，致使該巷道單進(jìn)40m左右水平，掘進(jìn)效率較低，嚴(yán)重制約生產(chǎn)接續(xù)。

2 工程概況

3800軌道下山設(shè)計(jì)長度962.7m，巷道荒寬5500mm，荒高4750mm，荒斷面面積22.3m2，巷道斷面形狀為直墻半圓拱，采用錨網(wǎng)索噴作為永久支護(hù)。該巷道為穿層全巖巷道，局部揭露3下1及3下2煤層。巷道整體布置在3上煤底板以下7～40m之間，平均23.5m。巷道頂板直接頂為泥質(zhì)膠結(jié)的粉砂巖，普氏硬度系數(shù)f=2-3。

3 施工工藝優(yōu)化

（1）大功率履帶式扒渣機(jī)

該巷道傾角較大，目前不具備采用綜掘工藝條件，但采用傳統(tǒng)耙裝機(jī)配合礦車進(jìn)行排矸，由于受耙裝角度影響，單次耙裝量較小，耙裝機(jī)隨著掘進(jìn)進(jìn)度需頻繁移機(jī)，機(jī)械裝載效率較低，嚴(yán)重制約掘進(jìn)單進(jìn)及掘進(jìn)效率。

礦井引進(jìn)并改裝了ZWY-120/55L扒渣機(jī)。同時(shí)考慮坡度太大，扒渣機(jī)上下坡需要推動(dòng)力也就更大，斜坡使機(jī)器的抓地力不牢靠;本身斜坡角度大再加上輸送槽被舉升傾角更大，矸石難于移運(yùn)上去等問題，對(duì)ZWY-120/55L扒渣機(jī)進(jìn)行了改裝：用改變履帶【加寬履帶拉長履帶底座再加深履帶板齒】的尺寸使履帶的接觸面增大，增加整機(jī)在坡度上的穩(wěn)固性、抓地力和附著力以及制動(dòng)力;作業(yè)時(shí)全機(jī)支撐在履帶行走裝置上，充分利用履帶裝置接地比壓小，附著力大的特點(diǎn);每根履帶的運(yùn)動(dòng)均采用獨(dú)立的靜液壓傳動(dòng)方式，變量馬達(dá)，雙行星齒輪傳動(dòng)，使具有良好的行駛性和爬坡性，保證了斜井扒渣機(jī)在大坡度上長時(shí)間作業(yè)。

（2）優(yōu)化后配套運(yùn)輸系統(tǒng)

采用礦車運(yùn)輸，環(huán)節(jié)復(fù)雜、人員占用多，不安全隱患多、運(yùn)輸效率低。針對(duì)此問題礦井經(jīng)過分析研究：采用DSJ800/55型膠帶輸送機(jī)進(jìn)行矸石運(yùn)輸，考慮巷道坡度大，矸石附著力差，上運(yùn)矸石易出矸石下滑、滾落等情況，膠帶運(yùn)輸機(jī)帶面采用花紋式防滑帶面，增加帶面與矸石之間的摩擦力，同時(shí)上運(yùn)托輥原來兩聯(lián)托輥改為四聯(lián)托輥，增加皮帶包裹角度及包裹能力。對(duì)巷道變坡處采用增加緩沖托輥、加設(shè)覆帶方式增加摩擦阻力，減少矸石滾落、下滑。同時(shí)采用φ6冷拔鋼筋網(wǎng)對(duì)皮帶加設(shè)防矸網(wǎng)，皮帶縱梁以上部分折成半圓弧型，縱梁以下部分垂直安設(shè)至與巷道底板相接，避免矸石滾落傷人。

該巷道荒斷面22.3㎡，循環(huán)進(jìn)尺1.6m，，巖石碎漲系數(shù)為1.5，每個(gè)循環(huán)矸石產(chǎn)生量約為53.5m3，采用原礦1.5t礦車運(yùn)輸，約提升運(yùn)輸20次，時(shí)間占用（礦車供應(yīng)充足）約為4小時(shí)，采用扒渣機(jī)配合膠帶運(yùn)輸機(jī)出矸，一個(gè)循環(huán)出矸時(shí)間約為2小時(shí)，效率提升一倍，且減少了人員占用，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

（3）優(yōu)化勞動(dòng)組織

優(yōu)化勞動(dòng)組織方式，強(qiáng)化定員管理，3800軌道下山單班人員控制在9人以內(nèi)，提高精用工標(biāo)準(zhǔn)。成立專門物料運(yùn)輸隊(duì)伍、巷道后部服務(wù)隊(duì)伍，杜絕掘進(jìn)專業(yè)人員干零活。采用“三八制”循環(huán)作業(yè)，兩個(gè)班次掘進(jìn)，一個(gè)班次噴漿，每循環(huán)進(jìn)尺為1.6m。同時(shí)實(shí)施“炮眼打設(shè)與材料運(yùn)輸平行作業(yè)、支護(hù)與檢修平行作業(yè)、耙裝與標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)平行作業(yè)、噴漿與水溝打設(shè)、鐵路鋪設(shè)平行作業(yè)”，盡可能提高掘進(jìn)效率。

（4）“六定一保”管理法

通過提升管理水平，促進(jìn)掘進(jìn)單進(jìn)提升，在3800軌道下山實(shí)施“六定一?！惫芾磙k法，即：定人員、定機(jī)具、定眼位、定單進(jìn)、定單價(jià)、定考核、保接續(xù)。

定人員：確定掘進(jìn)工作面施工人員，每班次9人。

定機(jī)具：掘進(jìn)施工時(shí)，三部氣腿鑿巖機(jī)打設(shè)炮眼，支護(hù)時(shí)頂部使用兩部MQT130型錨桿機(jī)，兩幫各使用一部YT-28型氣腿鑿巖機(jī)。

定眼位：明確炮眼打設(shè)過程中每部鉆機(jī)打設(shè)位置。

定單進(jìn)：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和施工工藝，超前預(yù)判地質(zhì)條件變化，確定施工困難期和容易期，確保單進(jìn)指標(biāo)科學(xué)合理。

定單價(jià)：根據(jù)2019年全年采場(chǎng)條件及考核指標(biāo)，按照定額標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)算每條巷道每米單價(jià)。

定考核：以月度作業(yè)計(jì)劃為考核基礎(chǔ)，以測(cè)算單價(jià)為獎(jiǎng)懲基礎(chǔ)，逐頭逐面制定臺(tái)階式獎(jiǎng)懲辦法。

保接續(xù)：通過以上管理措施，提高現(xiàn)場(chǎng)管理水平，提高掘進(jìn)單進(jìn)，確保生產(chǎn)接續(xù)。

4 實(shí)際應(yīng)用情況

單縣能源有限責(zé)任公司自2019年6月份在3800軌道下山配置“履帶式扒渣機(jī)+膠帶運(yùn)輸機(jī)”以來，通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐不斷改進(jìn)、優(yōu)化、完善相關(guān)配套設(shè)置，掘進(jìn)單進(jìn)有了較大提升，掘進(jìn)單進(jìn)由原來平均40m/月，提升至70m/月，效率由0.037m/工提升至0.086m/工，勞動(dòng)用工原來每班次12人減少為每班次9人。

5 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

針對(duì)大坡度下山巖巷采用耙裝機(jī)耙裝角度小、耙裝不靈活出矸效率低實(shí)際，引進(jìn)了大功率履帶式扒渣機(jī)，通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，對(duì)扒渣機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)，如：增加履帶板尺寸等，增加扒渣機(jī)與底板的附著能力，避免出現(xiàn)扒渣機(jī)前進(jìn)與后退作業(yè)中出現(xiàn)打滑情況。

改變傳統(tǒng)思路，大坡度下山采用膠帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行矸石運(yùn)輸。通過調(diào)整托輥，增加皮帶包裹性，采用花紋帶面、加設(shè)覆帶增加與矸石之間摩擦力等措施，提高矸石運(yùn)輸效率，實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸。并對(duì)膠帶運(yùn)輸機(jī)實(shí)行全斷面封閉，避免出現(xiàn)滾矸傷人情況。

6 結(jié)語

大坡度下山巖石巷道履帶式扒渣機(jī)和膠帶運(yùn)輸機(jī)的應(yīng)用，有效的提高了矸石運(yùn)輸效率，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)運(yùn)輸;同時(shí)通過“六定一?！惫芾矸ǎ尮芾砀?xì)致化、更具體化、更規(guī)范化，提升了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)組織水平及現(xiàn)場(chǎng)管理水平;通過在大坡度下山巖石巷道實(shí)行技術(shù)優(yōu)化與管理創(chuàng)新，提高了巖巷單進(jìn)水平及單進(jìn)效率，減少了人員占用，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，確保了生產(chǎn)接續(xù)，為企業(yè)發(fā)展提供了保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]侯朝炯，郭勵(lì)生，勾攀峰.煤巷錨桿支護(hù)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社.1999.

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[3]王家廉等.煤礦地下開采方法[M].煤炭工業(yè)出版社.1985.

作者簡介：王超，1985年12月出生，男，籍貫：山東寧津，碩士研究生，中級(jí)工程師，現(xiàn)工作于山東能源集團(tuán)沖擊地壓防治研究中心，主要從事沖擊地壓防治工作。