煤巷掘进高效机械化作业线建设与实践

卢永战

摘 要：某矿1513运输顺槽针对巷道掘进效率低、机械化程度低、人员劳动强度大和安全系数差的问题，结合现场情况对作业线进行优化升级，通过使用悬臂式掘进机、液压锚杆钻车、液压探水钻车、转载机、可伸缩带式输送机等掘进及运输设备，建立了巷道掘进的机械化作业线，提高了巷道掘进的机械化程度，促进了巷道掘进安全系数和单进水平的有效提升。

关键词：机械化；单进水平；锚杆钻车；临时支护

中图分类号：TD263 文献标志码：A

1 基本情况

某矿1513运输顺槽，为煤巷，煤层平均厚度5.22 m，其中煤层中上部含有一层夹矸，夹矸层平均厚度1 m，夹矸上部煤层平均厚度0.8 m，该巷道沿煤层顶板掘进，巷道采用锚网支护，排拒1.2 m，顶部每排5根锚杆，帮部每排4根锚杆/帮，巷道设计宽度4.9 m，设计高度4.1 m。巷道掘进过程中，采用物探、钻探相结合的探水方式，探钻深度为60 m，允许掘进30 m，预留30 m超前距。巷道由于受施工断面大、运输距离远、钻探频繁等因素的影响，影响了单进水平的提升，给工作面接替造成困难。

2 技术实施方案

2.1 作业方式

巷道采用EBZ-160掘进机进行破煤装煤，后配有转载机，SJ-80型皮带运输机，CMM2-15锚杆液压钻车进行支护组成综合机械化掘进系统。采用一次成巷的掘进方式，一次割够两排支护距离（排距1.2 m），紧靠工作面的永久支护距工作面迎头之距不大于0.4 m，割煤后不大于2.8 m。巷道采用掘支单行，一次成巷的作业方式。

2.2 临时支护架设方式

巷道截割成形后，将机组退出距永久支护下不小于6 m、距行人侧巷帮不小于1.5 m处，铲板、截割头落地并停电、闭锁挂停电牌。将液压钻机车开至工作面最后一排永久支护下，人员站在永久支护下进行敲帮问顶，确认顶帮安全后，操作人员站在永久支护下的液压锚杆钻机平台上把顶部网片和钢筋托梁放置在前部支撑临时支护的平台上，然后人员在钻臂操作台后方，开进液压锚杆钻机，待液压锚杆钻机开至够一排支护距离后，再将液压锚杆钻机前部支撑的超前临时支护升起将顶部网片和钢筋托梁托住顶板，达到一定初撑力，然后进行联网、永久支护。

2.3 支护工艺流程

机组出完煤→退机组→开进液压锚杆钻车→敲帮问顶→在永久支护下将网片放至液压锚杆钻机车超前临时支护上→开进液压锚杆钻车达一排支护距离→调整网片位置→将超前临时支护升起将网片托住顶板→联网→永久支护，见表1。

2.4 超前钻探施工方式及技术要求

超前钻探采用CMS1-3200/58型煤矿用深孔钻车进行施工，该钻车是以电机为动力带动液压泵，液压马达驱动履带行走、液压马达驱动钻具，可實现180°水平回转，垂直升降350 mm，-45 ?～+45 ?俯仰角的全方位钻孔作业等功能。钻机钻杆直径为50 mm，钻头直径为65 mm。每次钻探设计4个钻孔，钻孔深度60 m，采用湿式钻探不取芯方法进行。具体孔位布置要求为：

1#孔：距巷道左帮2.45 m，距巷道底板1.4 m；设计孔深60 m，仰俯角相对于掘进方向为0°；2#孔：距巷道左帮1.1 m，距巷道底板1.4 m，设计孔深63 m，仰俯角相对于掘进方向为0°；3#孔：距巷道右帮1.1 m，距巷道底板1.4 m，设计孔深63 m，仰俯角相对于掘进方向为0°；4#孔：距巷道左帮2.45 m，距巷道底板1.8 m，设计孔深61 m，仰俯角相对于掘进方向为1°。

探钻具体技术要求为：1）钻孔见空无涌水结束、终孔无涌水结束，可以掘进；钻孔见空有涌水，放水后掘进；钻孔未见空有涌水，水量不影响安全生产，可以掘进，水量较大时，放水确认安全方可掘进。2）每次探放掘进方向上的水平距离为60 m，安全情况下掘30 m保留30 m安全煤（岩）柱。3）钻孔距帮设计不小于20 m。4）钻孔设计是按巷道断面尺寸计算的，在实际定孔位时，要严格以巷道断面尺寸进行定位。5）根据物探报告结合现场，适当增加钻孔进行验证。6）钻孔方位角以钻孔钻进方向为标准。

3 施工安全技术要求

3.1 临时支护形式

（1）巷道成形后，机组靠非行人侧退至运输设备机尾，将截割头降落至底板，然后将机组电源停电、闭锁并挂停电牌。

（2）顶板正常时，利用液压锚杆钻机车前部支撑的超前临时支护升起将顶部网片和钢筋托梁托住顶板，进行临时支护。

3.2 临时支设备及数量

临时支护采用液压锚杆钻车上自带的液压临时支护装置进行支护。

3.3 施工方法

3.3.1 钻孔施工

开眼位时，马达旋转不可过快，打眼时，钻臂推力要调小一些。当钻进30 mm左右后，方可逐步加快转速，加大推力，进入正常钻孔作业。钻孔到位后，关闭油泵控制阀、调小出水量，减慢钻杆转速，降下一、二级油缸，使钻臂一、二级油缸复零位。

3.3.2 搅拌和安装锚杆（索）

当人工用锚杆（索）将锚固剂推入孔底，安装锚杆（索）时，钻车转速应先以中速为宜，然后开足马力搅拌，钻臂油缸推进时间应与搅拌时间相吻合。锚固完成后，上托盘预紧到设计值。不允许使用弯曲不直的锚杆，将锚杆（索）插入锚杆孔应能自由转动，无卡紧状况。

3.3.3 收尾作业

（1）支护完成后，将各钻臂收回、复位，降下操作平台，退出钻车至工作面运输设备机尾处停机。

（2）停机后要检查机组是否有损伤，螺丝是否有松动，各油管是否有漏油，发现问题要及时处理，并将情况汇报值班室。

（3）停机后，及时关闭水，钻车司机必须将钻车停电、闭锁并挂停电牌。

（4）停机后要清理机组表面的油污和机组上的浮煤，确保文明生产达标。

3.4 施工要求

施工锚杆钻孔时钻头采用直径28 mm的金刚钻头。锚索钻孔时，钻头直径28 mm的金刚钻头，钻杆全部采用B19钻杆，开眼位时，钻杆旋转不可过快，如果打顶眼，钻臂推力要调小一些。当钻进30 mm左右后，方可逐步加快转速，加大推力，进入正常钻孔作业。钻孔施工完成后，减慢钻杆转速，降下一、二级油缸，使钻车一、二级油缸复零位。

3.5 质量要求

钢筋网要用前临时支护托好，临时支护的排距与永久支护的排距一致。

最大、最小控顶距（永久支护距工作面迎头的距离）：循环进度为2.4 m时，最大临时控顶距为2.8 m，最小控顶距为0.4 m。

4 应用效果

该作业线的应用有效地提高了巷道掘进的机械化水平，降低了职工的劳动强度，提高了各工序的施工效率和单进水平，月增加进尺60 m左右。

超前探钻车的使用，使钻车移动及钻水作业施工更加方便，节省了钻探时间，将原来必须由2～3个班完成的探钻作业，减少到由1个班完成，有力地增长了掘进时间。

同时，锚杆钻车的使用有效地提高了临时支护的支护强度，提高了巷道掘进的安全系数，为安全生产提供了保障。

参考文献

[1]廖波.论煤矿综合机械化快速掘进技术[J].现代制造技术与装备，2016（2）：60-62.

[2]张志强.试论煤矿综合机械化快速掘进技术[J].山东煤炭科技，2015（11）：33-34.

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