回采巷道横川拐弯掘进施工工艺应用

王卫卫

（山西长平煤业有限责任公司，山西 晋城 048000）

建设高产高效矿井，必须合理安排矿井采掘衔接，工作面回采与巷道掘进相协调。目前我国煤矿采煤工作面机械化程度在90%以上，掘进机械化程度仅达到60%左右，有些甚至只有40%。掘进工作面机械化程度低、掘进效率低，是影响我国煤矿采掘衔接紧张的主要原因[1]。煤矿巷道在掘进过程中常常遇到需要拐弯的情况，特别是回采巷道在掘进过程中往往需要同步掘进横川，而拐弯施工前期由于没有完善的机械化出煤系统，需要采用人工清煤的出煤方式，导致作业人员劳动强度大，作业时间长，掘进效率低。探索横川拐弯掘进施工新工艺，提高横川掘进效率，对缓解矿井采掘衔接紧张具有重要意义。多位技术专家结合各自矿井具体条件，研究了相应的巷道拐弯掘进施工工艺，取得了一定的应用效果[2-5]。

1 概况

长平矿主采3号煤层，煤层强度低，节理、裂隙发育，煤层f＜2，平均厚度为5.75m，煤层倾角0°～12°，平均4°，煤层埋深在450～600m之间。煤层直接顶板为泥岩，厚度3.30m，黑色，薄层状，水平裂隙发育，层面上见云母及植物化石碎片；基本顶为粉砂岩，厚度约4.40m，灰黑色，薄层状，波状层理，层理面见云母碎片，与灰色薄层细砂粒岩互层；直接底为泥岩，厚度0.67m，黑色，薄层状，水平裂隙发育，层面上见云母及植物化石碎片；基本底为粉砂岩，厚度2.09m，灰黑色，薄层状，波状层理，层理面见云母碎片，与灰色薄层细砂粒岩互层。

3#煤四盘区工作面巷道设计为双巷布置，巷道沿煤层顶板布置掘进作业。为了满足巷道通风需要，巷道每隔80m设计施工1个通风横川。巷道间通风横川设计净长度55m（帮对帮），宽5m，高4m，断面20m2，锚杆（索）支护排距为1m。在巷道掘进到设计横川位置时，即进行横穿拐弯掘进施工。采用以往的横川拐弯施工工艺，掘进一个60m横川需要11d时间，且需要人工出煤，作业人员劳动强度大，劳动效率低，严重影响采掘衔接。因此，引入了ZCY60R侧卸式装岩机，助力回采巷道横川掘进施工。

2 传统技术工艺及存在问题

2.1 传统工艺

长平矿采用“三八”制作业模式，即两班生产，一班检修。早班为检修时间，中班、夜班为生产时间，生产班正规循环作业4m/班。以往回采巷道横川施工工艺为：在回采巷道掘进至横川设计位置时，采用EBZ150A综掘机进行横川掘进施工。

前四天做开口准备，采用机组割煤，并进行巷口5m×5m抹角施工，采用人工出煤，四天累计进尺11m。机组完全进入横川后，第五天检修班安装工作面40T溜子，中班正常割煤，第五天和第六天由于未安装转载机，仍采用人工清煤，每天正常割煤4m，第六天结束后累计进入横川19m。第七天早班检修班安装转载机，中班、夜班正常组织生产，直至第十天结束，每天保证8m进尺，累计进入横川51m。第十一天中班正常组织生产，夜班贯通，开始退机，进行横川贯通后的收尾作业。

2.2 存在问题

在横川掘进施工前六天，由于横川掘进出煤系统不完善，需要采用人工进行清煤和出煤工作，作业人员劳动强度大，作业效率极低，前六天累计进尺仅有19m，制约矿井采掘衔接安排。

横川拐弯施工前期，没有完善的“转载机+溜子”出煤系统，没有建立机械化出煤系统是导致巷道横川掘进施工效率低的主要原因。因此，必须引入机械化出煤设备，提高横川拐弯施工效率。

3 机械化出煤工艺应用

3.1 机械化出煤工艺

采用ZCY60R侧卸式装岩机代替人工进行清煤和出煤。新工艺横川拐弯前三天采用机组割煤（带抹5m×5m角）、ZCY60R侧卸式装岩机进行清煤的方式进行出煤，第四天安装40T溜子，第六天机组安装转载机使用二运进行出煤进入正规循环作业。具体方法如下：

（1）第一天：早班检修班拆除转载机，在正巷皮带机尾安装40T溜子一部，将侧卸式装岩机开至机组后（40T溜子旁），为中班开口做准备，提前施工锁口锚索，拆除网片，将供电系统、风筒、风水软管、激光、设备等移至横川开口处；中班，横川开口期间和抹角（5m×5m）同步进行，机组斜割开口，割2通排；夜班继续割2通排，第一天共计拐进横川4m。

（2）第二天、第三天：中班、夜班正常组织生产，每班割2通排，第三天共计拐进横川12m。

（3）第四天：早班检修班安装工作面40T溜子一部，未安装转载机，侧卸式装岩机开至工作面溜子旁配合清煤，中班、夜班正常组织生产，每天保证6m，第四天共计拐进横川18m。

（4）第五天：中班、夜班正常组织生产，每天保证6m，第五天共计拐进横川24m。

（5）第六天：早班检修班安装转载机，中班、夜班正常组织生产，每天保证8m，第六天共计拐进横川32m。

（6）第七天、第八天：中班、夜班正常组织生产，每天保证8m，第六天共计拐进横川48m。

（7）第九天：中班正常组织生产，夜班贯通，开始退机，进行横川贯通后的收尾作业。

3.2 应用效果

通过在长平矿四盘区4308工作面回采巷道掘进过程中的成功应用可知，采用ZCY60R侧卸式装岩机代替人工进行清煤和出煤后，完成一个55m横川施工，相比旧工艺可提前两天完成掘进施工作业，施工效率提升18.2%，明显降低了作业人员的劳动强度，实现了横川掘进施工机械化。分析可知，ZCY60R侧卸式装岩机具有以下优点：

（1）在短距离运输中，ZCY60R侧卸式装岩机可以代替铲车运输材料、备件、溜子备件、转载机构件等较大型设备，大大节省工人劳动强度和体力，同时提高了工效。

（2）由于ZCY60R侧卸式装岩机车身窄、长度短，灵活，机动性强。可以将设备运至安装地点，且其在安装过程中能代替吊链完成起吊；安装机头时能直接到位；在续接溜槽时，ZCY60R侧卸式装岩机可以更方便地将溜槽、大链运至作业地点，省去人工抬槽、拖大链的劳动强度；续接95mm2电缆时，能节省10个人工。

（3）施工水仓底部、各类硐室、巷道内底鼓区域清煤时，能大大节省人工清煤量，并节省清煤时间。

（4）由于侧翻车为履带式，适应在软煤底板区域作业。

4 结语

3#煤回采工作面双巷之间每隔80m需掘进横川，采用ZCY60R侧卸式装岩机代替人工进行清煤和出煤，实现了横川拐弯掘进施工的全程机械化，可以极大降低作业人员的劳动强度，提高横川拐弯施工的施工效率，减少了回采巷道掘进时间，有效缓解矿井采掘衔接紧张局面。