红岭煤矿综掘快速掘进技术应用分析

红岭煤矿综掘快速掘进技术应用分析

王玮

（安阳鑫龙煤业（集团）红岭煤业有限责任公司 河南安阳 455000）

摘要：为了提高岩巷单进水平，缓解采掘接替紧张局面，从层位选择、优化施工工艺和截割顺序、优化综掘机机载超前支护装置和电缆拖拽装置等方面进行研究，提出适用于红岭煤矿的岩巷综掘成套技术，并在红岭煤矿-600m水平回风下山进行试验。试验表明：采用掘进机显著提高岩巷掘进速度，红岭煤矿岩巷单月进尺大幅度提升，为缓解采掘接替紧张的局面提供了有利的保障。

关键词：岩巷；快速掘进；综掘机械化

煤矿巷道掘进是煤矿开采过程中的一道重要工序，近年来，随着科技的不断进步，煤矿巷道掘进技术及装备取得较快发展[1]，红岭煤矿在掘进方面已逐步取消炮掘工艺，全部采用机掘装备掘进，目前红岭煤矿综掘掘进工艺的使用有效促进了单进水平的提高，缓解了采掘接续问题，为红岭煤矿多年的产量高位运行提供了保证，促进了产量效益的全面提升。随着矿井水平盘区的不断延伸，开采进入深部区，煤层埋深逐步加大，以及炮掘工艺的退出，制约矿井采掘接续紧张现象也凸显出来，为满足矿井专业化服务需求，红岭煤矿在-600m水平回风下山引进综掘机，为保证设备最大效能，需解决巷道层位选择、后配套排矸系统、施工工序等方面的问题。

1巷道概况

红岭煤矿-600m水平回风下山设计工程量约423.78m（斜距），主要用于运输、通风、行人等需要。该巷道施工与-600m水平胶带下山相离约30m、与-600m轨道下山相离约70m，地层倾向在110°左右，倾角约为18～21°，主要揭露岩层为黑～灰黑色层状泥岩（含燧石结核），距二1煤层法向距离约27.0～20.5。根据-600m水平回风下山上段和-600m水平胶带下山实际揭露情况分析，该巷道岩破碎、裂隙发育、层理不明显，施工期间必须加强现场顶板及支护管理。该巷道巷道断面为直墙半圆拱型，净宽6300mm（中线右侧2900mm、中线左侧3400mm）、净高3800mm，掘进宽度6500mm、高度3900mm，S净=19.72m2，S毛=20.86m2，墙高900mm，基础深度100mm。采用“锚网喷+锚索”支护形式。锚杆、锚索矩形布置，顶部中线及两侧800mm、2400mm为锚杆与锚索交错打设，底板以上第二排为帮锚索与锚杆交替打设，打设间排距为800×800mm，其它位置均打设锚杆。

2施工工工艺

（1）施工工艺

-600m水平回风下山采用“一掘一锚”正规循环作业方法施工，采用EBZ280D型掘进机施工，巷道掘进机一次成巷施工方式，掘进机配合带式输送机出矸，正规循环进度为2400mm，最大控顶距为2700mm，最大空顶距为300mm。若顶板破碎时，正规循环进度调整为1600/800mm，最大控顶距为1900/1100mm，最大空顶距为300mm。施工工艺流程为：交接班→敲帮问顶、安全检查→开机前准备、试车→截割顶部、出矸→敲帮问顶、喷浆、临时支护→打设顶部支护、检修→截割底部、出矸→敲帮问顶、喷浆→打设帮部支护、检修→验收→下一循环。

（2）截割顺序

掘进机通过其截割头完成对岩体的截割和破碎[2]。截割头首先在断面内挖掘一个窝槽（即截割头插入岩体中先进行扩窝），窝槽深度以半个截割头为宜。窝槽开掘工作完成后，关闭行走电机，让装载臂与刮板机工作，运走割下的岩石。截割头沿断面宽度水平摆动开掘槽，截割头移动到位后，使其升高一个距离，接着驱动截割头水平摆动。多次重复以上动作，直到完成整个断面的工作。

3快速掘进

（1）优化巷道层位选择

科学选取巷道层位是决定岩巷综掘能否安全高效快速掘进的基础[3]。经地质资料分析，科学合理确定了巷道开口位置及巷道施工层位。巷道开口位置在二 1煤层顶板法向距离约 27.0～20.5的泥岩层位，巷道层位岩石硬度系数在3.5～6.5之间，巷道层位岩石硬度系数较低，施工难度小，实现每循环割岩时间仅需2 h，极大提高割岩效率，同时节约了设备材料的消耗，对岩巷综掘的成功实行提供了强有力的支持。

（2）优化综掘机机载超前支护装置

机载临时支护装置是一种快速而安全的机械化液压临时支护装置，可有效解决传统支护方式的缺点，是煤矿综掘巷道快速掘进和安全施工的有效设备[4]。设备工作时可主动支撑顶板，对顶板施加一定的初撑力，安全可靠性强，支护面积大，能有效对空顶区进行保护。为此红岭煤矿采用单臂液压锚杆机配套机载临时支护装置进行支护，不仅支护及时，缩短空顶时间，而且有效地保证顶板安全。

（3）电缆拖拽装置

为实现掘进过程中综掘机快速前进和后退，消除拉拽电缆存在安全隐患，降低时间耗费和劳动强度。在实际生产中实现电缆和冷却水管自动收放，在综掘机二运驱动部上下各安装 1 个定滑轮，同样在综掘机二运下方的钢型架前后各安装 1 个定滑轮，然后用钢丝绳依次布置，再在综掘机二运驱动部后方的钢丝绳上方串上 10 个小滑轮，每一个小滑轮分别用安全带吊挂一段电缆，综掘机转载机在前后运行时，可实现自行收放电缆及冷却水管，同时每次延伸输送带架时，即将全部装置同时移动，简化工作程序。

（4）加快排矸速度

快速排矸是快掘的保障。-600m水平回风下山前期使用掘进机配合-600m水平下山胶带-回风联巷内、-600m水平胶带下山内现有的带式输送机出矸，随施工进度，在施工段内先安装一部刮板输送机配合出矸，后期拆除刮板输送机并安装一部带式输送机配合出矸。施工至具备安装掘进机二运皮带条件后，安装并使用二运皮带配合带式输送机出矸。提高排矸效率和管理难度，为岩巷快速综掘提供了强有力的保障，实现了矸石连续、快速运输。

（5）长压短抽除尘技术

采用“长压短抽”高效除尘技术和工作面照明亮化技术，提高工作面能见度。原始岩巷掘进过程中产生大量粉尘，对人员健康危害极大，且在掘进过程中产生的粉尘短时间难以消散，导致综掘机司机视线不清，生产效率降低，设备移动过程中存在重大安全隐患。 为解决此问题，率先采用了“长压短抽”除尘通风系统，将除尘风机安放于地面时，风机距地面高度不得小于300mm；安装在缓冲床处的支架上时，随缓冲床同步移动，距离皮带上平面不得小于300mm。除尘风机吸风口端风筒(负压风筒)，距工作面距离不大于5m。使用除尘风机期间，压入式风机风筒距工作面距离不大于25m。除尘风机停机时，压入式风机风筒出风口距工作面迎头不大于10m。负压风筒与压入式风机风筒间的重叠段长度应大于10ｍ，小于60ｍ。

（5）加强设备管理维护

巷道施工的根本是各个设备完好[5]。综掘设备机械配备专职司机及检修工以保障综掘机的正常运行，对设备随时及周期性检修保养维护。检修班组对运输机及其他辅助设备进行检修，保证整个系统的正常运行二是优化带式输送机机尾，在带式输送机机尾下方铺设轨道，机尾大架通过安装的滑轮组实现在轨道上滑动前移，避免了滑靴机尾下陷导致的机尾存矸、跑偏、难以拉动的缺点，实现了机尾安全、高效快捷延伸。采用激光定位控制成型，在巷道正顶和两帮拱基线位置各设置一台激光，精准控制割岩轮廓，保证巷道成型圆滑、不超挖。

4 结论

依托综合机械化快速掘进技术，红岭煤矿综掘巷道不断刷新单进水平综掘机使用后，平均月进尺均在150m以上，是炮掘的2倍，最高日进尺 9.6 m，为红岭煤矿安全高效掘进，降本增效，提升企业竞争力提供了解决途径。

参考文献

[1]杨祯龙 . 煤矿快速掘进技术影响因素探究 [J]. 能源与节能，2021（05）：136-137.

[2]孙谦，崔玉攀，韩老虎 . 糯东煤矿岩巷快速掘进技术研究与应用 [J]. 中国煤炭工业，2020（09）：

62-63.

[3]杨仁树，王旭．大断面半煤岩巷快速掘进施工技术研究［J］. 中国矿业，2012，21(4)87-88,93.

[4]马利． 岩巷机械化快速掘进技术及其在邢台矿区的应用研究 ［D］． 中国矿业大学，2012．

[5]马超，代 贵 生，曹 光 明． 快速掘进系统在大柳塔煤矿的应用［J］.煤炭工程，2015，47(12)：34-37.

、作者简介：王玮（1998.03--），男，河南卫辉人，本科学历，洛阳理工学院，助理工程师。

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