王 勇

（內(nèi)蒙古魯新能源有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 錫林郭勒盟026231）

1 問題的提出

三采區(qū)軌道上山布置在11煤底部，煤巖層走向?yàn)楸睎|，傾角6°～7°，掘進(jìn)軌道上山的目的是為了滿足三采區(qū)輔助運(yùn)輸、通風(fēng)及管線敷設(shè)的需要。巷道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為1157.39m，分4個(gè)斷面施工，分別為3－3、4－4、5－5、6－6斷面，斷面形狀為直墻半圓拱形，3－3斷面：S掘＝21.8 m2，S凈＝18.9m2；4－4斷面：S掘＝12.2m2，S凈＝9.6m2；5－5斷面：S掘＝17.8m2，S凈＝14.7m2；6－6斷面：S掘＝23.0m2，S凈＝20.1m2。

隨著礦山開采規(guī)模和強(qiáng)度的大幅增加，為了確保生產(chǎn)安全，保證礦井掘進(jìn)、運(yùn)輸、通風(fēng)等系統(tǒng)中大型設(shè)備的安裝和運(yùn)輸要求，煤巷作業(yè)的斷面面積正在逐漸擴(kuò)大。由于國內(nèi)很多煤礦仍采用以鉆爆法為主的傳統(tǒng)巷道掘進(jìn)方式，使巷道掘進(jìn)速度慢，并造成采掘工作接替緊張、成本高等諸多問題。因此，可以考慮在條件允許的地區(qū)采用掘進(jìn)設(shè)備綜合一體化技術(shù)，利用專業(yè)、先進(jìn)的配套設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)大斷面巷道的快速掘進(jìn)。必須剖析快速掘進(jìn)系統(tǒng)存在的問題，優(yōu)化運(yùn)輸系統(tǒng)、優(yōu)化快掘工藝、優(yōu)化勞動(dòng)組織，提出適應(yīng)現(xiàn)代高效掘進(jìn)配套系統(tǒng)的方案。

2 施工方案的確定

2.1 掘進(jìn)方式

巷道施工前期采用炮掘，后期采用EBZ－200M型掘進(jìn)機(jī)全斷面一次成巷的施工方法掘進(jìn)。

EBZ－200M型綜掘機(jī)功率較大，最大截割高度及寬度、裝載能力及爬坡能力均比較大，對(duì)我礦三采區(qū)軌道上山大斷面掘進(jìn)適應(yīng)性較強(qiáng)。EBZ－200M型掘進(jìn)機(jī)不光具有掘進(jìn)功能，還具有出矸功能、導(dǎo)向功能，這種作業(yè)方式成巷效果好、對(duì)圍巖擾動(dòng)影響較炮掘破巖方式小、施工速度快、效率高和工作安全等優(yōu)點(diǎn)。

掘進(jìn)機(jī)截割工序：①左側(cè)進(jìn)刀自下而上到左拱肩，退機(jī)；②右側(cè)進(jìn)刀自下而上到右拱肩；③從右拱肩到頂?shù)阶蠊凹?；④自上而下左右截割到底板（見圖1）。

圖1 掘進(jìn)機(jī)截割流程示意

2.2 運(yùn)輸方式

（1）＋570m水平運(yùn)輸原設(shè)計(jì)方案

＋570m水平軌道運(yùn)輸石門于2011年8月22日完成，根據(jù)施工接續(xù)轉(zhuǎn)為施工采區(qū)軌道上山，由于采區(qū)主運(yùn)輸系統(tǒng)尚未形成，原設(shè)計(jì)為使用綜掘機(jī)掘進(jìn)，綜掘機(jī)二運(yùn)與聯(lián)絡(luò)巷段鋪設(shè)扒裝機(jī)，綜掘機(jī)二運(yùn)后跟膠帶輸送機(jī)。膠帶輸送機(jī)將煤矸灌入下車場(chǎng)的水平矸石倉內(nèi)，通過扒裝機(jī)將水平矸石倉內(nèi)煤矸耙裝入聯(lián)絡(luò)巷的40T刮板輸送機(jī)，再經(jīng)40T刮板輸送機(jī)灌入礦車，由電瓶車將礦車帶到副井，提升至地面。

（2）優(yōu)化后的方案

為加快采區(qū)軌道上山施工速度，擬將礦車運(yùn)輸改為膠帶機(jī)運(yùn)輸，繼續(xù)使用＋570m水平軌道石門的膠帶輸送機(jī)、水平矸石倉，利用扒裝機(jī)將矸石倉的煤矸裝入礦車。同時(shí)，軌道上山下車場(chǎng)不再建設(shè)水平矸石倉，聯(lián)絡(luò)巷的40T刮板輸送機(jī)改為電動(dòng)皮帶運(yùn)輸。

將＋570m軌道運(yùn)輸石門膠帶輸送機(jī)機(jī)尾延長(zhǎng)至聯(lián)絡(luò)巷門口，與電動(dòng)皮帶卸載滾筒搭接，電動(dòng)皮帶采用錨桿起吊方式，配40T鏈子每2.5m一對(duì)吊掛。為了不影響電機(jī)車運(yùn)輸及行人，跨石門電動(dòng)皮帶至底板高度不低于1.8 m，皮帶下鋪設(shè)擋煤板寬度不小于1.4m，兩側(cè)擋矸網(wǎng)（板）高度高出皮帶0.2m。電動(dòng)皮帶卸載滾筒、機(jī)尾滾筒與前后膠帶輸送機(jī)搭接處安設(shè)擋煤板。

皮帶吊掛使用40T鏈子，40T鏈子上端鏈環(huán)與錨桿連接，采用緊螺帽的方式調(diào)整鏈子的松緊度，鏈子下端繞皮帶支架一圈用“U”型環(huán)配螺絲固定，機(jī)頭、機(jī)尾用40T鏈子固定在專用錨桿上。

（3）運(yùn)輸方案優(yōu)化前后優(yōu)缺點(diǎn)比較

運(yùn)輸設(shè)計(jì)優(yōu)化后，將原運(yùn)輸系統(tǒng)由采區(qū)軌道上山下車場(chǎng)礦車裝運(yùn)，改為＋570m軌道運(yùn)輸石門水平矸石倉處礦車裝運(yùn)，裝運(yùn)距離減少1086m，每次裝運(yùn)時(shí)間減少1小時(shí)，運(yùn)輸時(shí)間縮短近2倍。同時(shí)對(duì)采區(qū)軌道上山支護(hù)材料輔助運(yùn)輸時(shí)，避免了與礦車裝運(yùn)的交叉作業(yè)影響，加快了采區(qū)軌道上山的施工進(jìn)度。

2.3 支護(hù)方式

（1）臨時(shí)支護(hù)：迎頭達(dá)到斷面要求后，首先敲幫問頂，摘掉迎頭危巖懸矸，然后進(jìn)行初噴，噴厚不小于30mm，初凝20min后方準(zhǔn)許人員進(jìn)入迎頭作業(yè)。

（2）永久支護(hù)：采用噴、錨網(wǎng)棚噴工藝進(jìn)行支護(hù)，錨桿（全螺紋鋼等強(qiáng)錨桿，規(guī)格為Φ20mm×2200mm）按正方形布置，間排距為700mm×700mm；錨桿托盤壓鋼筋網(wǎng)（采用編織式經(jīng)緯焊接鋼筋網(wǎng)，使用Φ6.0mm盤圓條，網(wǎng)格尺寸100mm×100mm），網(wǎng)與網(wǎng)之間搭接壓茬100mm，聯(lián)網(wǎng)每隔200mm用10＃鐵絲扭接一處，網(wǎng)跟迎頭，再噴砼蓋網(wǎng)呈魚鱗狀，滯后耙裝機(jī)按間距0.8m架設(shè)拱形棚，復(fù)噴距迎頭不大于60m，總噴厚不小于150mm。若巷道圍巖壓力明顯，適當(dāng)縮短架棚與迎頭的距離。

（3）當(dāng)遇頂板裂隙發(fā)育、淋水較大、過斷層時(shí)，縮小循環(huán)進(jìn)度不大于1.0m，采用拱形棚跟迎頭、打設(shè)超前導(dǎo)管工藝進(jìn)行支護(hù)。

3 施工效果

1）魯新礦井的三采區(qū)（11煤）軌道上山作為大斷面煤層巷道，公司積極摸索并采用綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)，使軌道上山在2011年12月24日到2012年6月23日期間施工完畢，僅用了6個(gè)月的時(shí)間，大大提高了巷道的施工速度。

2）目前制約綜掘快速施工的瓶頸問題，依然是掘進(jìn)機(jī)后續(xù)配套設(shè)備問題；優(yōu)化運(yùn)輸系統(tǒng)，改進(jìn)掘進(jìn)機(jī)后配套二運(yùn)與皮帶機(jī)結(jié)構(gòu)，使皮帶延長(zhǎng)操作簡(jiǎn)單、快速，是解決掘進(jìn)機(jī)快速施工的關(guān)鍵所在。

3）＋570m水平運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化后，礦車裝運(yùn)距離減少1086m，每次裝運(yùn)時(shí)間減少1小時(shí)，運(yùn)輸時(shí)間縮短近2倍。每班巷道施工速度與原運(yùn)輸施工相比加快1倍，按此計(jì)算施工工期提前5個(gè)月以上，可節(jié)約人工費(fèi)用180萬元。

自采用綜掘機(jī)施工以來，我礦實(shí)現(xiàn)了煤巷掘進(jìn)、運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械化，減少了施工工序，提高了勞動(dòng)效率，解決了傳統(tǒng)施工方式中職工勞動(dòng)強(qiáng)度大、深部巷道頂板控制難度大、安全程度低的難題，并明顯提高了掘進(jìn)速度。