巷修机械化在千米深井煤矿中的应用_常国清.pdf

巷修机械化在千米深井煤矿中的应用 常国清，杨海俊 淮南矿业 集团 有限责任公司，安徽 淮南 232001 ［ 摘 要］为加快朱集东矿巷修工程进度，在巷修工程中先后采用多功能巷修机、工作面两巷 挖装机挖底、底板治理注浆技术等新设备、新工艺，取得了较快的巷修工程施工进度和良好的经济效 益，达到了预期的效果，为巷修机械化的探索积累了宝贵经验。 ［ 关键词］巷修机械化; 千米深井; 多功能巷修机; 挖装机 ［ 中图分类号］ TD421. 5［ 文献标识码］ B［ 文章编号］ 1006- 6225 201704- 0026- 02 Application of Roadway Repairing Mechanization in Kilometer Deep Shaft Coal Mine ［ 收稿日期］ 2017－04－10［ DOI］ 10. 13532/j. cnki. cn11－3677/td. 2017. 04. 007 ［ 作者简介］ 常国清 1961－ ，男，安徽淮南人，高级工程师，现任淮南矿业 集团有限责任公司朱集东矿矿长。 ［引用格式］ 常国清，杨海俊 . 巷修机械化在千米深井煤矿中的应用 ［J］． 煤矿开采，2017，22 4 26－27. 1朱集东煤矿机械化巷修情况 朱集东矿一水平标高为－906m，是淮南矿区真 正意义上的千米深井，具有埋藏深、地压大，巷道 变形速度快的特点。巷道底鼓、顶板下沉、两帮收 敛、棚梁反折、棚腿失稳等现象显著。巷道维护困 难，修护工程量大，严重制约了矿井的安全生产。 鉴于此，朱集东矿大力进行巷修机械化的实践，推 广使用多功能巷修机对系统大巷进行挑顶、刷帮、 挖底、支护修复; 推广使用液压挖掘机对采煤工作 面两巷进行挖底、刷帮; 推广使用底锚钻机对底板 进行锚注治理。 2多功能巷修机在巷道修护中的应用 在深井中，赋存于厚层软岩及复合岩层中的巷 道受附近巷道布置、层位选择及采动压力的影响， 常常发生底鼓、顶板下沉、两帮收敛，造成支护结 构破坏，影响安全使用。自 2014 年以来，朱集东 矿利用 HXYL－120/90 型多功能巷修机在系统巷道 累计修护架棚巷道 743m，平均月进尺 48. 5m，平 均日进尺 1. 6m。 2. 1多功能巷修机结构特点 HXYL－120/90 煤矿用巷修机由机架组件、行 走部、反铲破碎装置、运输部、铲板组件、锚杆机 总成、驾驶室、后支撑、防护罩、附件 油缸销 轴等 、电控系统、液压系统、润滑系统及水系统 等部分组成，采用电动全液压控制，具有行走、破 碎、挖掘、装载、输送及锚杆支护的功能，实现 破、装、运、支的一体化作业。 整机外形尺寸长宽高为9. 5m2. 74m 2. 96m，整机重 36. 5t。最大不可拆件 机架组件 重量 5. 5t，尺寸 4580mm1250mm1600mm。整机 高度、宽度较大，主要在系统大巷应用。 2. 2多功能巷修机使用工艺 HXYL－120/90 煤矿用巷修机采用液压破碎锤 破碎收敛的围岩矸石，采用履带推进铲取矸石，通 过挖斗将矸石扒进自身的刮板输送机，输送机从卸 料端将矸石卸入胶带机或其他转载设备上，然后通 过锚杆机总成对刷挖完成的巷道进行锚杆、锚索支 护，完成巷道的挑顶、扩帮、挖底及支护，还可利 用反铲挖掘臂扒取远处的矸石清理巷道。 2. 3多功能巷修机的优缺点 多功能巷修机的优点 1劳动效率高人工巷修单茬作业每月单 进 26m，采用该设备单进达 48. 5m，单进是人工巷 修的 1. 87 倍，工效是人工的 3. 4 倍。 2安全系数高与人工相比，实现了远距 离挑顶、刷帮、挖底、清理，避免施工人员近距离 与巷道围岩接触，且作业速度快，缩短了空顶时 间，降低了劳动强度，提高了安全系数。 3适应性好破碎硬岩能力高。多功能巷 修机适应各种支护类型的巷道，功能齐全，功率较 大，其配备的高性能液压冲击钻破岩能力高，具有 较强的硬岩破碎能力。 多功能巷修机的缺点 因设备功能较多，不同 功能的模块也多，造成设备体积庞大，高度较高， 在小断面的巷道中使用受到限制，同时因功能较 多，导致个别功能弱化，如施工锚杆的操作臂少。 3液压挖装机在采煤工作面两巷挖底中的应用 采煤工作面两巷受超前动压影响，常常底鼓严 62 第 22 卷 第 4 期 总第 137 期 2017 年 8 月 煤矿开采 COAL MINING TECHNOLOGY Vol. 22No. 4 Series No. 137 August2017 ChaoXing 重，造成工作面上下端头通风断面不能满足要求、 行人通道不畅通、出煤设备的使用受到影响。随着 工作面的推进，需要持续进行挖底，局部需要刷 帮，特别是在深部矿井中，动压影响尤为显著。自 2015 年以来，朱集东矿利用 WPZ－37/600 矿压液 压挖掘机在工作面两巷动压影响区挖底、刷帮累计 超过 8000m。 3. 1两巷用液压挖装机的结构特点 WPZ－37/600 矿压液压挖掘机主要由工作机 构、底盘总成、液压系统、动力部分、电气系统等 6 部分组成。结构紧凑、外形尺寸小，工作臂可以 沿车身轴线旋转90，可以满足挖掘、侧掏、翻 转、破岩、装车等各项动作要求，实现挖掘毛水 沟、挖底、破岩、清理浮煤、清理胶带机底部、平 整巷道等多种功能。适用于断面为 2. 0m2. 0m 以 上的中小型巷道。所装载的矿岩坚固性系数 f 不大 于 12，松散密度不大于 1. 8t/m3，矿岩块度最大不 超过 500mm。巷道坡度不大于 25。 整机外形尺寸长宽高为6. 0m 1. 2m 1. 7m，整机重 6. 5t ，整机尺寸小，适用于两巷受 动压影响区域的挖底、刷帮、清理等工作。 3. 2两巷用挖装机使用工艺 进行挖掘作业时，挖装机和胶带运输机、刮板 运输机配合使用。岩性较软时，直接使用挖装机的 铲斗进行挖掘，挖掘出的矸石通过刮板运输机运进 工作面，或者直接把矸石装上出煤运输胶带; 岩性 较硬时，把铲斗卸下，安装破碎锤，破矸后用铲斗 出矸。进行胶带运输机下挖底作业时，先挖胶带运 输机旁部分，使挖装机停放地点的高度降下去，再 操作挖掘臂旋转 90ο进行侧向挖掘。进行刷帮作业 时，工艺类似。 3. 3两巷用挖装机的优缺点 优点两巷采用挖装机作业，和人工风镐挖掘 相比，劳动强度得到了降低，劳动效率得到了提 高，安全状况得到了改善。破碎锤和铲斗可替换使 用，挖掘臂可 90 度旋转，设备的适应性较好。 缺点挖装机的挖掘臂的油管及接头裸露，作 业时容易受到撞击，挖底遇硬岩时，要把铲斗更换 成破碎锤，需要进一步改进。 4高效底锚钻机在地压治理中的应用 在巷道底鼓的治理中，底板锚注孔的施工是最 关键的一环，朱集东矿采用高效 ZQJJ120/2. 3 架柱 支撑式底锚钻机在主要系统大巷进行底板钻孔锚注 作业，取得了良好的效果。 4. 1高效底锚钻机特点 ZQJJ120/2. 3 架柱支撑式底锚钻机采用压缩空 气为源动力，安全性好，适用性强，排渣方便。其 结构紧凑，多路输出动力，可同时操纵钻机、支架 支腿和推进机构，操作方便，安全可靠，便于维 护。 整机尺寸长高宽为 2. 5m0. 8m2. 025m， 占用空间小;机重 22kg，挪移方便; 螺栓钻杆推 进，排渣快捷。 4. 2底板锚注工艺 对底板挖底、施工地坪后先浅部注浆，浅孔注 浆 24h 后，再施工深眼，安装锚索和注浆管，进行 深孔注浆。深孔注浆养护 48h 后，配合使用工字钢 形成底板锚索梁，对巷道底板进行加固，形成底鼓 治理的锚注支护体系。朱集东矿采用 ZQJJ120/2. 3 架柱支撑式底锚钻机，先后对几条主要系统大巷的 底板进行了治理，施工速度快，平均每台钻机每 8h 可施工 10 根锚索，治理效果显著。 4. 2高效架柱支撑式底锚钻机的优缺点 架柱支撑式底锚钻机尺寸小，重量轻，排渣速 度快，施工速度快，具有较好的适应性。同时因重 量较轻，作业前要加强稳机管理，施工底板钻孔过 程中，当扭矩输出较大时，要注意观察钻机的稳定 性，防止歪倒伤人。 5结束语 巷道修护是一项复杂的技术，复杂的巷修条件 需要巷修机械化程度的提高，以更安全、更高效实 现安全生产。朱集东矿埋藏深、地压大、条件复 杂，巷道矿压显现剧烈，在巷修的机械化方面不断 探索和实践，取得了良好的施工效果和经济效益。 随着矿井开采深度的增加，矿压显现会越来越剧 烈，巷修施工的机械化程度需要进一步提高，巷修 设备需要进一步改进，巷修技术需要进一步优化。 ［ 参考文献］ ［ 1］ 张农 . 巷道滞后注浆围岩控制理论与实践 ［M］． 徐州 中 国矿业大学出版社，2004. ［ 2］ 徐永忻 . 采矿学 ［M］． 徐州 中国矿业大学出版社，2003. ［ 3］ 中国煤炭工业协会煤矿支护专业编委会 . 全国煤矿顶板管理 与安全新技术 ［M］． 徐州 中国矿业大学出版社，2013. ［ 4］ 刘长武，褚秀生 . 软岩巷道锚注加固原理与应用 ［M］． 徐州 中国矿业大学出版社，2000. ［ 5］ 李琰庆 . 深部巷道快速机械化修复技术 ［J］． 采矿技术，2015 3 60－61. ［ 6］ 魏明 . 巷修机械化的应用 ［J］． 中小企业管理与科技，2013 25 198.［责任编辑 徐亚军］ 72 常国清等 巷修机械化在千米深井煤矿中的应用2017 年第 4 期 ChaoXing