梁 奎

（貴州豫能投資有限公司 黔金煤業(yè)，貴州 畢節(jié) 551700）

某礦為煤與瓦斯突出礦井，掘進(jìn)煤巷前需要采取局部防突措施，局部防突措施孔由人工使用氣動(dòng)手持式鉆機(jī)施工，勞動(dòng)強(qiáng)度高，且施工效率低，影響掘進(jìn)進(jìn)度。為了降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高施工效率，由礦領(lǐng)導(dǎo)牽頭在8419工作面回風(fēng)巷試驗(yàn)使用CMM2-20型煤礦用液壓錨桿鉆車。

1 工作面概況

某礦在西大巷三采區(qū)輔助軌道巷引進(jìn)了CMM2-20煤礦用液壓鉆車，三采區(qū)輔助軌道巷屬于采區(qū)準(zhǔn)備巷，巷道為全煤巷，沿15號(hào)煤層頂板掘進(jìn)，巷道掘進(jìn)高度4.2 m，掘進(jìn)寬度6.2 m，斷面約26 m2。 巷道掘進(jìn)采用掘進(jìn)機(jī)割煤、出煤，液壓鉆車進(jìn)行頂幫支護(hù)。巷道頂?shù)装寤厩闆r見(jiàn)表1。

表1 巷道頂?shù)装寤厩闆rTab.1 Basic conditions of roadway roof and floor

工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)，需要在掘進(jìn)面布置5個(gè)預(yù)測(cè)鉆孔，掘進(jìn)面左、中、右、上、下各一個(gè)，要求用麻花鉆桿施工φ42 mm的鉆孔進(jìn)行預(yù)測(cè)，控制巷道兩幫廓線4 m，巷道正前10 m范圍，鉆孔鉆進(jìn)時(shí)每鉆進(jìn)2 m測(cè)定1次鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1值，每鉆進(jìn)1 m測(cè)定一次鉆屑量S值，并觀察和記錄噴孔、頂鉆等瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象及其他動(dòng)力征兆[1-3]。

在工作面掘進(jìn)期間，若經(jīng)工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)，K1值及S值在工作面掘進(jìn)期間，若經(jīng)工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)，K1值及S值。

指標(biāo)均未超標(biāo)且無(wú)突出預(yù)兆，則工作面可在每循環(huán)強(qiáng)制施工完畢18個(gè)超前排放鉆孔，鉆孔直徑不小于75 mm，孔深要求為12 m，可按照測(cè)試孔投影距預(yù)留2 m、排放鉆孔控制正前范圍預(yù)留5 m的安全循環(huán)距離掘進(jìn)。18個(gè)超前排放鉆孔，第1排距頂1.1 m，第2排距頂1.6 m，第3排距頂2.1 m。

2 液壓錨桿鉆車簡(jiǎn)介

2.1 基本構(gòu)成

CMM2-20型煤礦用液壓鉆車主要構(gòu)成[4-6]如圖1所示。

圖1 煤礦用液壓鉆車的主要構(gòu)成部分Fig.1 Main components of hydraulic drilling rig for coal mine

煤礦用液壓錨桿鉆車的基本參數(shù)見(jiàn)表2。

2.2 工作原理

由動(dòng)力供應(yīng)系統(tǒng)即電源（ 包括高壓電纜、變壓器、低壓電纜和電氣開(kāi)關(guān)箱）把動(dòng)力源接入鉆車的動(dòng)力模塊[7-10]，由動(dòng)力模塊通過(guò)兩聯(lián)泵把電能轉(zhuǎn)化成液壓能。鉆車打眼時(shí)由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)前部支撐機(jī)構(gòu)穩(wěn)車，然后使兩臂動(dòng)作選擇眼位，通過(guò)補(bǔ)償裝置使推進(jìn)器定位，然后操縱推進(jìn)機(jī)構(gòu)，使液壓鉆車打眼作業(yè)，供水系統(tǒng)沖洗鉆眼。

表2 煤礦用液壓錨桿鉆車的基本參數(shù)Tab.2 Basic parameters of hydraulic bolt drilling rig for coal mine

3 試驗(yàn)過(guò)程

3.1 操作流程

綜掘機(jī)施工完1個(gè)小循環(huán)后，將綜掘機(jī)靠膠帶幫退機(jī)7 m以上，待頂部及兩幫支護(hù)完善后將錨桿鉆車開(kāi)進(jìn)煤頭，并進(jìn)行穩(wěn)固，然后調(diào)整大臂位置適當(dāng)時(shí)將左右橫梁展開(kāi)并使用銷連接，最后擺動(dòng)給進(jìn)裝置調(diào)整好位置開(kāi)始鉆孔作業(yè)。施工好一排鉆孔后重新調(diào)整大臂高度，進(jìn)行下一排鉆孔作業(yè)。

3.2 試驗(yàn)經(jīng)過(guò)

設(shè)備試用前，由廠家技術(shù)人員對(duì)掘進(jìn)一隊(duì)二組班組長(zhǎng)及檢修工（共8人）進(jìn)行錨桿鉆車的實(shí)操及理論培訓(xùn)。人員實(shí)操及理論培訓(xùn)合格后，方可上崗作業(yè)。使用時(shí)，掘進(jìn)一隊(duì)開(kāi)始試驗(yàn)錨桿鉆車施工鉆孔，錨桿鉆車在進(jìn)煤頭期間，沿途都是實(shí)底的情況下，進(jìn)鉆機(jī)及穩(wěn)固鉆機(jī)需要20 m （如果煤頭及沿途有浮煤的情況下進(jìn)鉆機(jī)較困難，因此每輪預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)前必須對(duì)沿途及煤頭的浮煤清理干凈）。穩(wěn)機(jī)后在工人熟練的情況下施工一個(gè)12 m孔需要12 min，平均每米鉆孔需要1 min，人工卸一根鉆桿30 s，如果有吸鉆等現(xiàn)象時(shí)需利用鉆機(jī)卸桿。按正常情況計(jì)算，施工18個(gè)12 m探孔需要220 min，施工5個(gè)10 m預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)孔需要70 min（受瓦斯測(cè)定儀影響）。探孔分3排布置，期間需要重新調(diào)整一次大臂位置，共計(jì)需要5 min。

4 設(shè)備優(yōu)點(diǎn)

4.1 安全性能提升

使用氣動(dòng)手持式鉆機(jī)施工時(shí)，每3人1部鉆，同時(shí)能開(kāi)2部鉆。以12 m深探孔為例，施工1個(gè)探孔時(shí)間為40 min，如果遇到吸鉆等現(xiàn)象時(shí)需增加1～2人，時(shí)間相應(yīng)增加。按正常情況計(jì)算，施工18個(gè)18 m探孔需要6 h，施工5個(gè)10 m預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)孔需要90 min。共計(jì)需要450 min。人工使用手持鉆施工時(shí)，遇吸鉆，夾鉆時(shí)鉆桿突然停止轉(zhuǎn)動(dòng)，有傷人多打安全隱患，施工時(shí)人員離掘進(jìn)面安全距離小，存在安全隱患。

使用液壓錨桿鉆車施工卸壓孔，正常情況下，需要4人操作兩臺(tái)鉆機(jī)（每2個(gè)人1組，操作1臺(tái)鉆機(jī)，其中，1人操作、1人換鉆桿）兩者相比較，施工12 m探孔時(shí)使用錨桿鉆車比使用手持式鉆機(jī)每次節(jié)省2個(gè)人工投入，施工10 m預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)孔時(shí)每次節(jié)省1個(gè)人工投入，在人工投入上每次節(jié)省3個(gè)工人，在時(shí)間上兩者相差150 min左右，提高了施工效率；使用錨桿鉆車比使用手持式鉆機(jī)鉆孔角度更加準(zhǔn)確，減少?gòu)U孔數(shù)量（手持式鉆機(jī)人工隨意性大，對(duì)角度掌握不準(zhǔn)確）:使用錨桿鉆車鉆孔靠機(jī)械用力，使用錨桿鉆車鉆孔，減少了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，施工時(shí)操作人員工作面掘進(jìn)面有一定的安全距離，并且在操作防護(hù)臺(tái)內(nèi)。

4.2 改善作業(yè)環(huán)境

由于使用液壓錨桿鉆車施工卸壓孔的時(shí)間較人工打鉆時(shí)間縮短，為正常掘進(jìn)施工節(jié)省出了時(shí)間。使用手持式鉆機(jī)施工時(shí)，工作面掘進(jìn)面煤塵較大；采用液壓錨桿鉆車打鉆時(shí)，有噴霧引射裝置，降低了工作面的粉塵，改善了作業(yè)環(huán)境。

4.3 提高掘進(jìn)效率

根據(jù)兩種打鉆方式月度掘進(jìn)進(jìn)尺比較，8月（使用手持鉆施工局部卸壓孔）8419回風(fēng)巷進(jìn)尺為130 m，11月（使用液壓錨桿鉆車施工局部卸壓孔）進(jìn)尺為190 m，使用液壓錨桿鉆車打鉆的月度進(jìn)尺比原來(lái)提高了46%。

5 結(jié)論

（1）卸鉆桿時(shí)拆除U型卡不熟練，導(dǎo)致卸桿時(shí)間長(zhǎng)。

（2）U型卡使用頻率高，經(jīng)常來(lái)回搬動(dòng)，造成U型卡損壞，其次是拆卸U型卡時(shí)容易掉入煤粉中找不到，導(dǎo)致U型卡消耗數(shù)量增加。

（3）建議再使用幾臺(tái)同樣開(kāi)孔高度的CMM2-20型煤礦用液壓錨桿鉆車。