快掘工作面的建设现状

田 震

（山西汾西矿业（集团）有限责任公司贺西煤矿，山西 柳林 033300）

相对于采煤设备发展而言，掘进设备发展相对滞后，从而导致矿井普遍面临采掘接替紧张局面[1-2]。现阶段矿井使用的综掘机仅实现机械化截割、运输，现场应用过程中支护环节占用大量的掘进时间，已无发满足矿井高效生产需要[3-4]。掘锚机若能实现掘进、支护同步开展，巷道掘进效率可大幅提升。2417材料巷通过采用锚掘机实现了巷道快速掘进，文中就对2417材料巷快速掘进过程中掘锚机使用情况以及存在问题进行了分析，以期能更好地促进巷道掘进工作开展。

1 工作面简介

2417材料巷沿4号煤层底板掘进，巷道全长1 361 m，掘宽×掘高=5 m×3.2 m。4号煤厚度为4.25 m，倾角3°～7°，平均5°，赋存稳定，容重1.39 t/m3。具体4号煤层顶底板岩性参数见表1。

表1 煤层顶底板情况

根据周边巷道揭露地质情况，预计在2417材料巷掘进过程中揭露断层，具体揭露的断层参数见表2所示。

表2 2417材料巷掘进过程中预计揭露断层参数

2 掘锚机结构及应用情况分析

2.1 掘锚机结构

掘锚机是现阶段巷道快速掘进最为常用设备，能够一次性掘进宽度4.5~6.0 m、高度3~5 m煤巷。掘锚机具备有自动化水平高、集约高效优点，能够一次性完成全断面巷道截割、装载、支护及运输等工作。2417材料巷具体使用的锚掘机技术参数见表3所示。锚掘机结构包括有电气系统（电控箱、电气回路等）、液压系统（液压泵站、液压操作系统及液压回路）等，并基于自动化控制系统实现锚掘机电电气、液压系统间协同控制。

表3 2417材料巷具体使用的锚掘机技术参数

2.2 现场应用分析

2.2.1 现场应用效果

2417材料巷使用掘锚机后，平均日进尺20~25 m，月进尺最高达到650 m，实现掘、支、工序平行，大幅提升掘进效率。具体掘锚机与综掘机掘进进尺对比情况见下页图1所示。

图1 掘锚机与综掘机掘进进尺对比图

2.2.2 生产中的优点

1）掘进速度快。使用传统综掘机日进尺只能达到12 m（3个班），使用快速掘锚机日进尺可达20 m（2个班）左右，单日进尺最高达到25 m。

2）成巷效果好。由于采用机械化临时支护，实现掘锚同步，提高巷道支护效率，提高巷道成型效果。

3）减少作业人员劳动强度。原支护人员采用手持锚杆机作业，打锚杆时劳动强度大，作业繁重。使用快速掘锚机后，取消人工重复工作面临时支护，减少无用重复作业；采用锚杆台车作业，可大大减少作业人员劳动强度。

4）改善作业环境。提高作业人员安全系数。快速掘锚机配备临时支护，减少工作面空顶作业时间，提高作业人员安全系数。

5）掘锚同步。掘进与锚护平行高效作业，互不影响；滑移式钻臂结构设计，有效适应不同间排距锚杆支护要求。

6）超前探放。机载超前探测和疏放钻机，真正实现《煤矿安全规程》中有掘必探的要求。

7）除尘效果显著。采用泡沫除尘系统，粉尘区域与操作人员物理隔离，高效除尘，保障人员职业健康。

2.3 生产中存在问题及解决措施

2.3.1 存在问题分析

1）探放水钻机与掘锚机进尺不相适应，速度慢，出现卡钻现象；现对探放水钻机的问题通过整改，临时性解决，但在下个面需要进行改进。

2）锚杆钻杆强度不够，断杆、卡杆现象严重，同时拆卸困难。

3）钢带孔眼小，需要加长孔眼长度，方便对孔。

4）爬爪电机离地面近，电机不防水，需要防范。

5）设备两侧空间窄，备料困难，备料最起码需要1 h。

6）1号、2号机电缆、水管吊挂需要做防护解决方案，不能拖地。

7）综掘机二运重量过重，皮带机尾安装的二运跑道承重量不足，容易发生变形，造成二运位移时脱离跑道。

2.3.2 问题解决措施

1）探放水解决措施。出井更换马达、夹持器等完善退杆系统；探放水钻杆长度由800 mm更换为1 000 mm，同时钻头应与长钻杆相匹配。

2）针对围岩支护存在锚杆钻杆强度低、断杆、卡杆以及钢带孔眼小问题，可通过供应科改进支护材料质量与尺寸实现。

3）爬爪电机处积水必须及时抽排，能否更换一个防水等级高的电机，需与中国铁建沟通。

4）掘锚机滚筒为5 m，机身两侧行人距离窄，进料困难及设备运行时人员不安全，可在下个掘进工作面将截割滚筒加长（5.2~5.4 m）。

5）1号、2号机电缆和水管吊挂，重新布线，并尽量取消660 V电缆。

6）对二运配重问题，具体采取下述2个措施：二运加装防倒油缸；1080皮带机尾必须加固，能承受到16 t重的能力。

3 结论

1）掘锚机的应用对提高贺西煤矿的巷道掘进速度具有重要的现实意义。目前汾西矿业集团乃至山西焦煤集团大部分矿井都存在巷道进尺较慢的问题，掘锚机在山西焦煤集团公司推广应用势必可提升矿井巷道掘进效率。

2）文中对2417材料巷掘锚机现场应用效果、应用过程中存在问题进行了分析，并针对性提出整改措施，可在一定程度上提升掘锚机现场使用适应性。