浅谈综掘技术在井巷掘进中的应用

李斌

摘 要：随着综合机械化采煤工艺的大力推广，采煤效率大幅度提高，这样一来，传统的钻爆法掘进施工技术就无法满足现代化矿井综采生产进度的需要了，而综掘机械化技术则可以解决这一问题，与综采技术相适应。文章介绍了综掘机械化技术在井巷工程中的应用。具体内容包括综掘机的结构与工作原理、综掘机械化技术的设备配套及其选型、综掘技术的优势。

关键词：井巷掘进；综掘；设备配套；选型

一、前言

随着国民经济的飞速发展，对能源的耗费越来越多，煤炭资源作为重要的能源之一，其地位越来越重要，因此，经济发展对煤炭的需求无论是对数量还是质量的要求越来越高。我国西部地区煤炭储量丰富，埋藏浅、煤层厚、赋存稳定，为了满足国内对能源的需求，特别是对煤炭的需求，国家加快了对西部的开发建设，在西部地区，如陕西、内蒙、宁夏等地，建设了一大批现代化的大型煤矿矿井。新建的现代化矿井一般都使用综采工艺，采掘布局合理，效率高，产能大。为适应特大型矿井的生产能力需要，煤矿井筒巷道断面、采区布置等技术参数设计较大，在这种情况下，若仍采取传统的钻爆法掘进施工，掘进速度太慢，无法满足综采生产进度的需求，而采取综掘机械化配套施工技术能解决这一问题。下面本文就对综掘机械化技术进行介绍。

二、综掘机的结构

悬臂式综掘机是目前我国煤矿综掘施工中应用得比较多的机型，它是一种能实现调动行走、迎头截割、装载运输、转载煤（岩），并可在切割头部位实施顶部临时支护和喷雾除尘的组合设备，其组成结构主要包括电气系统、供水系统、除尘系统、后支撑和液压系统、本体部、行走部、第二运输机、截割部、铲板部等。根据适合截割的对象，综掘机可分为煤巷、半煤岩掘进机和岩巷掘进机。

三、综掘机的工作原理

综掘机通过左右摆动悬臂式纵轴截割头或者前后移动行走部的方式截割迎头岩（煤）体，切割下来的岩（煤）体落入下部综掘机铲板的收集头上，收集头上有一个圆盘耙手，它可以将岩（煤）耙装到综掘机内的链刮板运输带上，而后，岩石（或煤）再经随机后的桥式皮带转载机转运到主胶带输送机，也可以由矿车等运输系统排到地面。拱部初次支护作业安全由掘进机装配液压前探支架来确保，而KCS-200型除尘风机和截割头上的喷雾除尘系统则可以除去部分煤尘或岩石粉尘，净化作业环境。

四、综掘机械化技术的设备配套及其选型

1.综掘机

作为综掘机械化掘进技术的主要设备，综掘机的选型非常关键。选择综掘机时，要根据所施工巷道工程所穿越的围岩性质和巷道的坡度、断面尺寸，选择合适的综掘机。一般来讲，当开掘围岩较松软、巷道断面尺寸较小的煤巷、半煤岩巷时，宜选用半煤岩综掘机装备，如EB-150、EB-132、EBZ-200C、EBZ-160C等综掘机。对于围岩较硬、巷道断面尺寸较大巷道施工，可选择国产EBZ系列悬臂式岩巷掘进机，如三一重装生产的EBZ-260H、EBZ-200H、EBZ-318H，佳木斯煤机厂生产的EBZ-300、EBZ-230型，煤科院太原研究院生产的EBZ220TY、EBZ300TY型等。目前EBZ系列悬臂式岩巷掘进机，最大定位截割面积在30～50m2，机头截割力为100～160MPa，截割功率280～380kW，装载能力为3.8～4.5m3/min，履带式行走速度8～10m/min，爬坡能力±20°，能适应一般煤矿井巷掘进的施工条件。

2.材料运输系统

当井巷掘进采用皮带机运输排矸时，需要重新布置一趟运输系统，因为施工巷道的机具（如锚网、管棚、喷浆料）和支护材料都无法运输到迎头。在坡度较大的斜井（巷）内施工，可另铺设一轨道用矿车运输，提升矿车用的提升机要通过计算来选用；在坡度较缓、断面较大的平硐内运输，可以选用无轨防爆汽车。在立井提升的二期工程施工中，材料的运输一般采用先铺设一段轨道，然后再用电机车牵引矿车输送到工作面。

3.排矸系统选择

（1）当矿井采用立井开拓方式二期工程施工时，井筒临时采用箕斗或罐笼提升后，综掘巷道的排矸系统可先将矸石运到井筒底附近处，在适当的位置设一临时煤（矸）卸载点，再采用可伸缩的皮带、耙矸机或链板机等由此转载装入矿车或箕斗，然后提升上井。

（2）在掘进机的第二运输转载机后，选用大功率固定式胶带输送机（如DTL80/15型），直接将矸石或煤运输至地面，或转到主要运输胶带巷运出。

（3）小坡度、大断面、长距离的平硐或斜井施工时，可在井巷内设置错车道和倒车壁龛，采用汽车实行无轨运输。为了提高掘进效率，应该设法使掘进机迎头能连续工作。如何做到这一点呢？可以将一可伸缩式皮带运输机布置在综掘机组后面，并在皮带运输机头处巷道地板上设临时落地矸（煤）坑，然后用扒装机或者铲车将矸石或煤从落地矸（煤）坑装上汽车排运至地面，落地矸（煤）坑的位置应随着可伸缩式皮带运输机移动。

4.其他设施

在施工中，应根据施工循环安排和巷道支护形式，结合巷道围岩性质，及时做好顶帮支护，及时打装锚杆、锚索、铺设网、棚、初喷砼；另外，为有效实现掘进、支护平行交叉作业，施工现场应配置相应数量的锚索钻机、MQT-130锚杆、砼喷浆机等。在巷道围岩条件许可的情况下，同时安排迎头掘进平行作业与二次复喷成巷。

五、综掘机械化技术的优势

1.提高了煤矿井下作业的安全性

第一，综掘机械掘进摈弃了传统的炸药爆破工艺，这样杜绝了因爆破引发的瓦斯爆炸等安全事故的发生，也避免了炮后有毒有害气体和放炮噪声对人体的危害，同时又可以减少巷道围岩爆破震动破坏。第二，采用综掘机械化掘进，综掘机截割头直接切割岩石（煤），迎头不需要工人作业，从而大大降低了作业的危险性，可以有效保护工人的人身安全。

2.降低了工程成本，提高了经济效益

由于采用了激光定向技术，综掘机切割巷道时，易于控制巷道成型，测量定位准确，巷道掘进误差小，巷道工程成型质量有保证；普通钻眼爆破发开掘巷道时，经常产生的巷道欠挖和超挖现象，而综掘机械化技术可以避免这一现象，从而也就免去了对巷道进行卧底、刷帮等返工处理，大大减少了支护充填和掘进出矸的工程量，从而实现了节省成本，提高效益。

六、结束语

在我国井巷工程中引入综掘机械化施工技术，不仅降低了煤矿工人的劳动强度，加快了井巷施工速度，而且大大减少了井下作业人数，因而也相应地节省了大量人工费用。随着科技的不断发展，岩巷掘进机技术性能将日趋完善，综掘机机械化施工技术必将在我国矿井工程中得到更加广泛的应用。

参考文献

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