岩巷综合机械化掘进作业线应用研究

解海 孙忠厚

摘 要：近年来，随着煤矿开采向深部不断延伸，鹤煤公司采掘接替普遍紧张。鹤煤公司普遍采用传统炮掘掘进方式，掘进速度及工效普遍较低、成本相对较高，采用机械化作业线来提高掘进速度，是缓解目前采掘接替日趋紧张的局面的重要措施。本文以鹤煤三矿4204底板抽采巷（下）为工程研究对象，通过对掘进装备的选型及施工工艺的优化，研究岩巷综合机械化掘进作业线应用。实践表明，岩巷掘进速度有大幅提高，实现了高效掘进的目的，保证了矿井采掘的正常接替。

关键词：瓦斯治理;岩巷;综合机械化

中图分类号：TD263.3;TD353 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）01-0073-03

Abstract： In recent years， with the continuous extension of coal mining to the deep， the mining replacement of Hemei company is generally tense. The traditional blasting driving method is widely used in He coal company. The driving speed and work efficiency are generally low and the cost is relatively high. It is an important measure to improve the driving speed by using mechanized operation line to alleviate the increasingly tense situation of mining replacement. In this paper， 4204 floor extraction roadway （lower） of Hemei No.3 Mine was taken as the engineering research object. Through the selection of tunneling equipment and the optimization of construction technology， the application of comprehensive mechanized tunneling line in rock roadway was studied. The practice shows that the driving speed of rock roadway is greatly improved， the purpose of efficient driving is realized， and the normal replacement of mining is ensured.

Keywords： gas control;rock roadway;comprehensive mechanization

近年来，随着煤矿开采向深部的不断延伸，鹤煤公司采掘接替普遍紧张。鹤煤公司普遍采用传统炮掘掘进方式，掘进速度及工效普遍较低、成本相对较高，岩巷掘进和瓦斯治理工程量的增加导致矿井接替进一步紧张，巷道掘进已成为制约煤矿高产高效的重要环节。目前，劳动力缺乏及劳动力成本持续增加，采用综合机械化作业线来提高掘进速度，成为缓解采掘接替日趋紧张的局面的重要措施[1-4]。本文以鹤煤三矿4204底板抽采巷（下）为工程研究对象，通过对掘进装备的选型、支护工艺的优化、快速掘进工艺的研究，分析了综合机械化快速掘进技术在岩巷掘进中的应用，并为相同地质条件下岩巷快速掘进提供理论依据和参考。

1 工程概况

4204底板抽采巷（下）设计长度1 048 m，位于四水平北翼42采区下部，北部为42采区，南部为新副井。正常涌水量为1.0～3.0 m3/h，最大涌水量3.0～5.0 m3/h。巷道掘进期間，瓦斯涌出量（岩巷）为0.18 m3/min。为满足岩巷综合机械化掘进和瓦斯抽采需要，巷道层位选择在距煤层底板10～15 m。该巷主要在细粒砂岩、泥岩和砂质泥岩中施工。巷道断面为宽×高=5 200 mm×3 600 mm，支护方式为锚网喷，锚杆间排距为700 mm×700 mm。该巷地质综合柱状图如图1所示。

2 综合机械化掘进作业

2.1 掘进机选型

通过岩石力学实验可知[5-7]，该巷砂质泥岩的单轴抗压强度为27.6 MPa，细粒砂岩的单轴抗压强度为30.75 MPa，泥岩的单轴抗压强度为30.35 MPa。因此，根据该巷道断面尺寸大小、岩石硬度及地质构造情况，并结合相邻矿井掘进机的使用情况，最终选用了三一重工EBZ—318H型掘进机。该掘进机能实现连续切割、装载、运输作业，适用于煤巷、半煤岩巷以及全岩的巷道掘进。EBZ—318H型掘进机的总体长度为13.1 m，最大高度为2.7 m，总体宽度为3.8 m，总体重量为125 t，最大定位截割断面可达33 m2，截割硬度[f]不大于9，坡度±18°。

2.2 综合机械化作业线配套设备研究

岩巷掘进的主要任务是“掘得进去，排得出来”。为保证切割后岩石碎块能快速有效地转载运输出去，完整的综合机械化掘进作业，还必须配备高效有力的辅助运输系统。结合鹤煤三矿实际条件及该巷道的地质状况，采取掘进机+桥式输送机+胶带输送机（DZQ80/35/15）+矸石仓（直径6 m，高度13 m）+胶带输送机（DSJ80/40/55）+矿车运输方案。该方案可实现矸石连续运输，减少煤、矸转运停歇时间，切割、装载、运输生产能力强，掘进速度快，而矸石仓后可先将掘进迎头的矸石倒进矸石仓，缓解对矿车的供应的依靠，减少等待时间，有效地利用了掘进循环时间。4204底抽巷（下）综合机械化作业线运矸流程如图2所示。

3 施工工艺优化

由于传统的锚网喷支护工艺对综合机械化作业线適应性不高，会影响单进，因此在结合该巷地质情况的基础上[8-10]，采用先喷后锚的支护工艺，初喷浆的厚度控制在20～50 mm，并采用一次成巷循环作业方式，当班掘进当班成巷，即每小班进尺1.8 m，日进尺为5.4 m，具体循环作业流程如图3所示。

4 结语

4204底抽巷（下）采用综合机械化作业线以来，月平均进尺在130 m左右，较传统掘进作业方式提高了约60 m，实现了岩巷掘进机快速掘进，新的施工工艺的采用，锚杆锚固力由原来的78.4 kN提高到98 kN，扭矩由20 N·m提高到250 N·m，主动支护轮廓范围增加400 mm，巷道工程质量得到大幅度提升，实现了大断面岩巷安全、快速、高效掘进，为该矿瓦斯质量提供了时间和空间，有效缓解了生产紧张的局面。

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