东庞矿岩巷快速掘进设备配套及现场施工研究

吴海山

河北金牛能源股份有限公司东庞矿，河北邢台 054201

1 概述

东庞煤矿自1988年开始使用液压钻车机械化作业线进行岩巷掘进工作以来，共掘进岩石巷道21 000多m，掘进速度和工程质量逐年提高。但随着采煤技术的发展，开采效率的提高，以及集团公司快速发展的需要，使得东庞矿的采掘生产衔接变得十分紧张，严重制约着煤矿的其它采掘活动的进展。

为了提高岩巷掘进速度，东庞矿在2008年10月引进EBZ-300重型掘岩机，通过对其关键技术、设备综合配套、支护方式、施工组织管理等问题进行研究，实现了岩巷综掘作业线配套，从而提高了岩巷掘进速度，充分发挥机械化在岩巷施工的作用，形成适应东庞矿井地质条件的岩巷综掘配套施工技术。

该条综掘机械化作业线的施工地点位于东庞矿的三水平辅助轨道大巷，水平标高为-522.5m，在2#煤底板穿层布置，穿过的岩层有砂岩、粉砂岩、细砂岩、灰岩等，经试块测试其中野青灰岩硬度f=12.1。

巷道为半圆拱形断面，规格：宽×高=4.6×3.7m（净），掘进断面为S=16m2,锚喷支护。

2 设备选型及配套技术

根据井下生产条件，三水平辅助轨道巷多为穿层巷道及岩层硬度系数不一的特点，选用佳木斯煤机厂生产的目前国内装机容量最大的EBZ-300重型掘岩机，该型掘岩机功率大、适应性强、除尘能力高，最大可切割f=10的岩层。按照设备生产能力配套的原则，优化选择岩巷掘进运输机、桥式皮带机、除尘风机、碴仓、扒岩机、电瓶车等配套设备。

配套设备型号为：KCS200除尘风机、DSB40-4型皮带两部、BZ-60型耙斗机、5T蓄电池机车。

3 劳动组织管理

劳动组织采用四六作业制，四班进尺，两班滞后平行补打锚杆、锚索及喷浆。掘进班每班配11个人，喷浆班配13个人。

现场管理以岗位责任制和分工负责制为中心，采用“五定”的组织方式，即：定时（在规定时间进行工作）、定位（各工种岗位保持不变）、定量（在规定时间内完成所定的工作量）、定质（达到所定质量标准要求）、定责（责任到组，层层分解，人定岗、岗定责、责定分）。各岗位按照工序和循环要求完成自己的工作，从而使人员分工专业化，井然有序，忙而不乱，最大程度的发挥机械和人工效率。

4 技术管理与创新

4.1 施工现场管理

在现场管理制度上，一是严格落实“一班三检”工程质量管理制度。即开工前由班长检验上一班次工程质量，班中由现场跟班人员检查现场工程质量，班末由班长与现场跟班人员共同验收当班工程质量。二是深化包机制，做到包机到人，设备无带病运转。通过严格管理制度，使工程质量优良品率达到了100%，机电设备完好率每月保持在95%以上，为快速进尺提供基础保障。

4.2 搞好生产系统的优化配套

三水平辅助轨道巷迎头使用EBZ300掘进机进尺，掘进机截割前开启KCS-200除尘风机，后路配两部DSB40-4皮带出碴到矸石缓冲仓，然后通过BZ-60型耙斗机装碴，耙斗机后路由一台5T电瓶车和两部11.4kW绞车将碴罐拉到车场坡底，轨道斜巷由一台JYB-40×1.25（55kW）绞车提升（每钩挂3个罐）。碴罐到坡头后由5T电瓶车运到三水平轨道巷架线车场。

通过现场监控重型掘岩机对不同岩层适应的工作状态，优化岩巷掘进的控顶控帮距及岩巷综掘的掘喷关系，决定采用锚喷支护，四掘两喷，顶板完整时每循环进尺1.8m，最大控顶距2.0m；顶板不完整时，一掘一锚，循环进尺0.8m，最大控顶距1.0m，锚杆间排距900mm×900mm，锚索跟头，间排距2×2～4.5m。

为解决掘岩机进尺出碴量大，装罐斜巷提升难以满足进尺要求这一难题。经研究决定在后路建一个矸石缓冲仓，矸石仓采用在原有巷道进行，卧底建挡矸墙的方法施工，根据三水平辅助轨道巷毛断面规格：宽×高=4.8×3.8m，按每班进尺两米计算，确定矸石仓的容量约为60m3，每班斜巷绞车的提升能力为90m3，有效的解决了后路矸石运输紧张的问题。

4.3 采取的其它措施

1）严抓施工过程中每道工序的工程质量管理，严把班评估质量关。针对掘进机、除尘风机进行专职培训，把机电设备的运行状态作为一项重要的班评估内容进行考核；

2）全区对各队人员实行统一调拨管理，对每班轮休或未到人员进行统一调拨，即保证每个班的正常出勤，保证正规循环，保证人员的有效使用，避免人员的浪费；

3）成立机电管理保障及应急小组，加强掘进机及后路设备的维护，提高开机率；

4）采用水沟及时跟头同时及时清理铲板两侧淤泥的方法，及时排净迎头积水，避免在迎头形成泥潭，出现把掘进机陷入泥中的困难局面。

5 经济效果

通过采用先进的综掘设备及合理的设备配套形势，依靠技术进步和科学的施工组织，开拓区101队在2009年3月份施工三水平辅助轨道巷的过程中，创出了岩巷综掘日进11.8m，月进208m的好成绩。经月底统计表明，各项技术经济指标与液压钻车放炮掘进相比：工效提高了57%，达到了0.157m/工；巷道成本降低了10%左右，工程质量优良品率达到100%。使用掘岩机后，在噪声100db以上区域内工作的人员减少了50%，在粉尘4mg/m3以上区域内工作人员减少了50%。采用岩巷综掘快速施工系统日进尺平均可达6.7m，按月30天、平均月进尺200m计，每年给企业创造的效益1120万元。

6 总结与分析

采用岩巷综掘快速施工技术以来，东庞矿岩巷单线月进尺都在180m以上，通过在生产过程中的不断改进、技术创新，逐渐摸索出了一套适合东庞矿的岩巷综掘快速施工系统，该系统具备破岩能力强、除尘效果好、不间断运输等优点。大功率掘岩机及后路配套系统的使用，大大降低了岩巷施工的劳动强度，改善了岩巷施工的作业条件，极大地改变了岩巷炮掘的落后状况。通过实施科学管理、规范管理，抓好正规循环作业，大幅度提高了岩巷掘进速度，保证了高效率的实现，对岩巷工程安全快速施工及缓解采掘衔接紧张具有重大现实意义。同时该系统不使用火工品，对于降低火工品管理难度，减轻社会影响也具有重大社会意义。