李斌

摘 要：隨著綜合機(jī)械化采煤工藝的大力推廣，采煤效率大幅度提高，這樣一來，傳統(tǒng)的鉆爆法掘進(jìn)施工技術(shù)就無法滿足現(xiàn)代化礦井綜采生產(chǎn)進(jìn)度的需要了，而綜掘機(jī)械化技術(shù)則可以解決這一問題，與綜采技術(shù)相適應(yīng)。文章介紹了綜掘機(jī)械化技術(shù)在井巷工程中的應(yīng)用。具體內(nèi)容包括綜掘機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理、綜掘機(jī)械化技術(shù)的設(shè)備配套及其選型、綜掘技術(shù)的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：井巷掘進(jìn)；綜掘；設(shè)備配套；選型

一、前言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對能源的耗費(fèi)越來越多，煤炭資源作為重要的能源之一，其地位越來越重要，因此，經(jīng)濟(jì)發(fā)展對煤炭的需求無論是對數(shù)量還是質(zhì)量的要求越來越高。我國西部地區(qū)煤炭儲量豐富，埋藏淺、煤層厚、賦存穩(wěn)定，為了滿足國內(nèi)對能源的需求，特別是對煤炭的需求，國家加快了對西部的開發(fā)建設(shè)，在西部地區(qū)，如陜西、內(nèi)蒙、寧夏等地，建設(shè)了一大批現(xiàn)代化的大型煤礦礦井。新建的現(xiàn)代化礦井一般都使用綜采工藝，采掘布局合理，效率高，產(chǎn)能大。為適應(yīng)特大型礦井的生產(chǎn)能力需要，煤礦井筒巷道斷面、采區(qū)布置等技術(shù)參數(shù)設(shè)計較大，在這種情況下，若仍采取傳統(tǒng)的鉆爆法掘進(jìn)施工，掘進(jìn)速度太慢，無法滿足綜采生產(chǎn)進(jìn)度的需求，而采取綜掘機(jī)械化配套施工技術(shù)能解決這一問題。下面本文就對綜掘機(jī)械化技術(shù)進(jìn)行介紹。

二、綜掘機(jī)的結(jié)構(gòu)

懸臂式綜掘機(jī)是目前我國煤礦綜掘施工中應(yīng)用得比較多的機(jī)型，它是一種能實現(xiàn)調(diào)動行走、迎頭截割、裝載運(yùn)輸、轉(zhuǎn)載煤（巖），并可在切割頭部位實施頂部臨時支護(hù)和噴霧除塵的組合設(shè)備，其組成結(jié)構(gòu)主要包括電氣系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、后支撐和液壓系統(tǒng)、本體部、行走部、第二運(yùn)輸機(jī)、截割部、鏟板部等。根據(jù)適合截割的對象，綜掘機(jī)可分為煤巷、半煤巖掘進(jìn)機(jī)和巖巷掘進(jìn)機(jī)。

三、綜掘機(jī)的工作原理

綜掘機(jī)通過左右擺動懸臂式縱軸截割頭或者前后移動行走部的方式截割迎頭巖（煤）體，切割下來的巖（煤）體落入下部綜掘機(jī)鏟板的收集頭上，收集頭上有一個圓盤耙手，它可以將巖（煤）耙裝到綜掘機(jī)內(nèi)的鏈刮板運(yùn)輸帶上，而后，巖石（或煤）再經(jīng)隨機(jī)后的橋式皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)到主膠帶輸送機(jī)，也可以由礦車等運(yùn)輸系統(tǒng)排到地面。拱部初次支護(hù)作業(yè)安全由掘進(jìn)機(jī)裝配液壓前探支架來確保，而KCS-200型除塵風(fēng)機(jī)和截割頭上的噴霧除塵系統(tǒng)則可以除去部分煤塵或巖石粉塵，凈化作業(yè)環(huán)境。

四、綜掘機(jī)械化技術(shù)的設(shè)備配套及其選型

1.綜掘機(jī)

作為綜掘機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)的主要設(shè)備，綜掘機(jī)的選型非常關(guān)鍵。選擇綜掘機(jī)時，要根據(jù)所施工巷道工程所穿越的圍巖性質(zhì)和巷道的坡度、斷面尺寸，選擇合適的綜掘機(jī)。一般來講，當(dāng)開掘圍巖較松軟、巷道斷面尺寸較小的煤巷、半煤巖巷時，宜選用半煤巖綜掘機(jī)裝備，如EB-150、EB-132、EBZ-200C、EBZ-160C等綜掘機(jī)。對于圍巖較硬、巷道斷面尺寸較大巷道施工，可選擇國產(chǎn)EBZ系列懸臂式巖巷掘進(jìn)機(jī)，如三一重裝生產(chǎn)的EBZ-260H、EBZ-200H、EBZ-318H，佳木斯煤機(jī)廠生產(chǎn)的EBZ-300、EBZ-230型，煤科院太原研究院生產(chǎn)的EBZ220TY、EBZ300TY型等。目前EBZ系列懸臂式巖巷掘進(jìn)機(jī)，最大定位截割面積在30～50m2，機(jī)頭截割力為100～160MPa，截割功率280～380kW，裝載能力為3.8～4.5m3/min，履帶式行走速度8～10m/min，爬坡能力±20°，能適應(yīng)一般煤礦井巷掘進(jìn)的施工條件。

2.材料運(yùn)輸系統(tǒng)

當(dāng)井巷掘進(jìn)采用皮帶機(jī)運(yùn)輸排矸時，需要重新布置一趟運(yùn)輸系統(tǒng)，因為施工巷道的機(jī)具（如錨網(wǎng)、管棚、噴漿料）和支護(hù)材料都無法運(yùn)輸?shù)接^。在坡度較大的斜井（巷）內(nèi)施工，可另鋪設(shè)一軌道用礦車運(yùn)輸，提升礦車用的提升機(jī)要通過計算來選用；在坡度較緩、斷面較大的平硐內(nèi)運(yùn)輸，可以選用無軌防爆汽車。在立井提升的二期工程施工中，材料的運(yùn)輸一般采用先鋪設(shè)一段軌道，然后再用電機(jī)車牽引礦車輸送到工作面。

3.排矸系統(tǒng)選擇

（1）當(dāng)?shù)V井采用立井開拓方式二期工程施工時，井筒臨時采用箕斗或罐籠提升后，綜掘巷道的排矸系統(tǒng)可先將矸石運(yùn)到井筒底附近處，在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)一臨時煤（矸）卸載點(diǎn)，再采用可伸縮的皮帶、耙矸機(jī)或鏈板機(jī)等由此轉(zhuǎn)載裝入礦車或箕斗，然后提升上井。

（2）在掘進(jìn)機(jī)的第二運(yùn)輸轉(zhuǎn)載機(jī)后，選用大功率固定式膠帶輸送機(jī)（如DTL80/15型），直接將矸石或煤運(yùn)輸至地面，或轉(zhuǎn)到主要運(yùn)輸膠帶巷運(yùn)出。

（3）小坡度、大斷面、長距離的平硐或斜井施工時，可在井巷內(nèi)設(shè)置錯車道和倒車壁龕，采用汽車實行無軌運(yùn)輸。為了提高掘進(jìn)效率，應(yīng)該設(shè)法使掘進(jìn)機(jī)迎頭能連續(xù)工作。如何做到這一點(diǎn)呢？可以將一可伸縮式皮帶運(yùn)輸機(jī)布置在綜掘機(jī)組后面，并在皮帶運(yùn)輸機(jī)頭處巷道地板上設(shè)臨時落地矸（煤）坑，然后用扒裝機(jī)或者鏟車將矸石或煤從落地矸（煤）坑裝上汽車排運(yùn)至地面，落地矸（煤）坑的位置應(yīng)隨著可伸縮式皮帶運(yùn)輸機(jī)移動。

4.其他設(shè)施

在施工中，應(yīng)根據(jù)施工循環(huán)安排和巷道支護(hù)形式，結(jié)合巷道圍巖性質(zhì)，及時做好頂幫支護(hù)，及時打裝錨桿、錨索、鋪設(shè)網(wǎng)、棚、初噴砼；另外，為有效實現(xiàn)掘進(jìn)、支護(hù)平行交叉作業(yè)，施工現(xiàn)場應(yīng)配置相應(yīng)數(shù)量的錨索鉆機(jī)、MQT-130錨桿、砼噴漿機(jī)等。在巷道圍巖條件許可的情況下，同時安排迎頭掘進(jìn)平行作業(yè)與二次復(fù)噴成巷。

五、綜掘機(jī)械化技術(shù)的優(yōu)勢

1.提高了煤礦井下作業(yè)的安全性

第一，綜掘機(jī)械掘進(jìn)擯棄了傳統(tǒng)的炸藥爆破工藝，這樣杜絕了因爆破引發(fā)的瓦斯爆炸等安全事故的發(fā)生，也避免了炮后有毒有害氣體和放炮噪聲對人體的危害，同時又可以減少巷道圍巖爆破震動破壞。第二，采用綜掘機(jī)械化掘進(jìn)，綜掘機(jī)截割頭直接切割巖石（煤），迎頭不需要工人作業(yè)，從而大大降低了作業(yè)的危險性，可以有效保護(hù)工人的人身安全。

2.降低了工程成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益

由于采用了激光定向技術(shù)，綜掘機(jī)切割巷道時，易于控制巷道成型，測量定位準(zhǔn)確，巷道掘進(jìn)誤差小，巷道工程成型質(zhì)量有保證；普通鉆眼爆破發(fā)開掘巷道時，經(jīng)常產(chǎn)生的巷道欠挖和超挖現(xiàn)象，而綜掘機(jī)械化技術(shù)可以避免這一現(xiàn)象，從而也就免去了對巷道進(jìn)行臥底、刷幫等返工處理，大大減少了支護(hù)充填和掘進(jìn)出矸的工程量，從而實現(xiàn)了節(jié)省成本，提高效益。

六、結(jié)束語

在我國井巷工程中引入綜掘機(jī)械化施工技術(shù)，不僅降低了煤礦工人的勞動強(qiáng)度，加快了井巷施工速度，而且大大減少了井下作業(yè)人數(shù)，因而也相應(yīng)地節(jié)省了大量人工費(fèi)用。隨著科技的不斷發(fā)展，巖巷掘進(jìn)機(jī)技術(shù)性能將日趨完善，綜掘機(jī)機(jī)械化施工技術(shù)必將在我國礦井工程中得到更加廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐永圻.煤礦開采學(xué)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版，1999.

[2] 劉進(jìn)志，宋強(qiáng)，彭培英.煤巷掘進(jìn)機(jī)和采煤機(jī)新型振動截割機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].礦山機(jī)械，2007，35（5）：19-21.

[3] 陳同寶，錢沛云，陶崢.中國懸臂式巷道掘進(jìn)機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].煤礦電，2000（5）：58-62.