淺談綜掘技術在井巷掘進中的應用

李斌

摘 要：隨著綜合機械化采煤工藝的大力推廣，采煤效率大幅度提高，這樣一來，傳統的鉆爆法掘進施工技術就無法滿足現代化礦井綜采生產進度的需要了，而綜掘機械化技術則可以解決這一問題，與綜采技術相適應。文章介紹了綜掘機械化技術在井巷工程中的應用。具體內容包括綜掘機的結構與工作原理、綜掘機械化技術的設備配套及其選型、綜掘技術的優勢。

關鍵詞：井巷掘進；綜掘；設備配套；選型

一、前言

隨著國民經濟的飛速發展，對能源的耗費越來越多，煤炭資源作為重要的能源之一，其地位越來越重要，因此，經濟發展對煤炭的需求無論是對數量還是質量的要求越來越高。我國西部地區煤炭儲量豐富，埋藏淺、煤層厚、賦存穩定，為了滿足國內對能源的需求，特別是對煤炭的需求，國家加快了對西部的開發建設，在西部地區，如陜西、內蒙、寧夏等地，建設了一大批現代化的大型煤礦礦井。新建的現代化礦井一般都使用綜采工藝，采掘布局合理，效率高，產能大。為適應特大型礦井的生產能力需要，煤礦井筒巷道斷面、采區布置等技術參數設計較大，在這種情況下，若仍采取傳統的鉆爆法掘進施工，掘進速度太慢，無法滿足綜采生產進度的需求，而采取綜掘機械化配套施工技術能解決這一問題。下面本文就對綜掘機械化技術進行介紹。

二、綜掘機的結構

懸臂式綜掘機是目前我國煤礦綜掘施工中應用得比較多的機型，它是一種能實現調動行走、迎頭截割、裝載運輸、轉載煤（巖），并可在切割頭部位實施頂部臨時支護和噴霧除塵的組合設備，其組成結構主要包括電氣系統、供水系統、除塵系統、后支撐和液壓系統、本體部、行走部、第二運輸機、截割部、鏟板部等。根據適合截割的對象，綜掘機可分為煤巷、半煤巖掘進機和巖巷掘進機。

三、綜掘機的工作原理

綜掘機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）耙裝到綜掘機內的鏈刮板運輸帶上，而后，巖石（或煤）再經隨機后的橋式皮帶轉載機轉運到主膠帶輸送機，也可以由礦車等運輸系統排到地面。拱部初次支護作業安全由掘進機裝配液壓前探支架來確保，而KCS-200型除塵風機和截割頭上的噴霧除塵系統則可以除去部分煤塵或巖石粉塵，凈化作業環境。

四、綜掘機械化技術的設備配套及其選型

1.綜掘機

作為綜掘機械化掘進技術的主要設備，綜掘機的選型非常關鍵。選擇綜掘機時，要根據所施工巷道工程所穿越的圍巖性質和巷道的坡度、斷面尺寸，選擇合適的綜掘機。一般來講，當開掘圍巖較松軟、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裝備，如EB-150、EB-132、EBZ-200C、EBZ-160C等綜掘機。對于圍巖較硬、巷道斷面尺寸較大巷道施工，可選擇國產EBZ系列懸臂式巖巷掘進機，如三一重裝生產的EBZ-260H、EBZ-200H、EBZ-318H，佳木斯煤機廠生產的EBZ-300、EBZ-230型，煤科院太原研究院生產的EBZ220TY、EBZ300TY型等。目前EBZ系列懸臂式巖巷掘進機，最大定位截割面積在30～50m2，機頭截割力為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°，能適應一般煤礦井巷掘進的施工條件。

2.材料運輸系統

當井巷掘進采用皮帶機運輸排矸時，需要重新布置一趟運輸系統，因為施工巷道的機具（如錨網、管棚、噴漿料）和支護材料都無法運輸到迎頭。在坡度較大的斜井（巷）內施工，可另鋪設一軌道用礦車運輸，提升礦車用的提升機要通過計算來選用；在坡度較緩、斷面較大的平硐內運輸，可以選用無軌防爆汽車。在立井提升的二期工程施工中，材料的運輸一般采用先鋪設一段軌道，然后再用電機車牽引礦車輸送到工作面。

3.排矸系統選擇

（1）當礦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可先將矸石運到井筒底附近處，在適當的位置設一臨時煤（矸）卸載點，再采用可伸縮的皮帶、耙矸機或鏈板機等由此轉載裝入礦車或箕斗，然后提升上井。

（2）在掘進機的第二運輸轉載機后，選用大功率固定式膠帶輸送機（如DTL80/15型），直接將矸石或煤運輸至地面，或轉到主要運輸膠帶巷運出。

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

4.其他設施

在施工中，應根據施工循環安排和巷道支護形式，結合巷道圍巖性質，及時做好頂幫支護，及時打裝錨桿、錨索、鋪設網、棚、初噴砼；另外，為有效實現掘進、支護平行交叉作業，施工現場應配置相應數量的錨索鉆機、MQT-130錨桿、砼噴漿機等。在巷道圍巖條件許可的情況下，同時安排迎頭掘進平行作業與二次復噴成巷。

五、綜掘機械化技術的優勢

1.提高了煤礦井下作業的安全性

第一，綜掘機械掘進擯棄了傳統的炸藥爆破工藝，這樣杜絕了因爆破引發的瓦斯爆炸等安全事故的發生，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，采用綜掘機械化掘進，綜掘機截割頭直接切割巖石（煤），迎頭不需要工人作業，從而大大降低了作業的危險性，可以有效保護工人的人身安全。

2.降低了工程成本，提高了經濟效益

由于采用了激光定向技術，綜掘機切割巷道時，易于控制巷道成型，測量定位準確，巷道掘進誤差小，巷道工程成型質量有保證；普通鉆眼爆破發開掘巷道時，經常產生的巷道欠挖和超挖現象，而綜掘機械化技術可以避免這一現象，從而也就免去了對巷道進行臥底、刷幫等返工處理，大大減少了支護充填和掘進出矸的工程量，從而實現了節省成本，提高效益。

六、結束語

在我國井巷工程中引入綜掘機械化施工技術，不僅降低了煤礦工人的勞動強度，加快了井巷施工速度，而且大大減少了井下作業人數，因而也相應地節省了大量人工費用。隨著科技的不斷發展，巖巷掘進機技術性能將日趨完善，綜掘機機械化施工技術必將在我國礦井工程中得到更加廣泛的應用。

參考文獻

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