掘进机在煤矿大倾角巷道掘进的应用

掘进机在煤矿大倾角巷道掘进的应用830039摘要：掘进机是煤矿掘进过程中所需要的一种综合性的掘进装备，掘进机被广泛应用到煤矿掘进和岩石掘进中。在煤矿施工中掘进机可以实现掘进装卸和自行移位等多种功能，经过不断的结构完善，掘进机的综合适应能力更强，且操作起来比较简单。掘进机的投入使用在提高生产效率的同时，节约了施工成本，也因此现阶段在煤矿掘进中的应用越来越广泛。目前在我国的煤矿掘进行业所使用的掘进机的工作倾角为±18度之内，若超出施工倾角掘进机则无法适用，需要对综合掘进机的施工作业面进行调整。本文主要结合本人的工作经验，对掘进机在煤矿大倾角巷道施工的掘进应用进行简单的探讨。关键词：掘进机；回柱绞车；煤矿掘进引言：下山巷道掘进时，巷道倾角变化较大时，因为超出了掘进机的正常施工倾角，会导致掘进机无法正常作业影响掘进。在实际的施工中，为了满足实际的掘进需要，往往需要结合设备的实际情况规划具体的掘进方案，从而保障掘进机在巷道施工中发挥最大的掘进效率。如在掘进巷道条件不允许的情况下，需要将巷道掘进方式需要由综掘方式改为炮掘方式，改为炮掘方式后会增加作业中的安全隐患，增强工人的劳动强度，直接影响矿井的生产接线，因此尽量减少炮掘的应用。所以在对煤矿的掘进掘进中，应优先通过创新掘进方案，优化掘进机的掘进方式，提高掘进机在大倾角情况下的适用性，是我矿急需解决的技术难题。一、矿井掘进巷道设计情况：1、煤矿背景介绍我矿行人运输斜巷掘进工作面，巷道掘进范围内4#煤层总体为单斜构造，走向近东西，向南倾斜，煤层平均倾角为18.24°，煤层结构简单，干扰因素较少，赋存稳定，中间夹一层煤砰石，煤层倾角自西向东逐渐减小，随着埋藏深度增加，倾角变大，掘进范围内可能存在褶曲、错台等小构造，不利于掘进及展开工作面和掘进的施工，对掘进有一定的影响。该掘进工作面范围周边有断层F4-2，造成部分区段地层产生次生小构造，例如造成煤层褶曲、错台、鼓包等次生构造。在实际掘进施工过程中煤层局部地段有煤层挤压错动现象，局部段顶板可能存在鼓包和脱层现象，直接增加了掘进施工的难度。巷道煤层平均厚度：2.1m;巷道标高：+1930.3m-+1784m，巷道设计长度：467m，巷道掘进宽度为4.8m，净宽4.6m，高度为3.0m，掘进断面为14.4m?，净断面12.88m2。巷道主要用途，后期作为矿井主运输系统安装猴车使用。2、所使用到的掘进机类型简介矿井使用由EBZ-160掘进机，该机型适用于煤巷或半煤岩巷及软岩巷道掘进，最大定位截割断面24m2,截割硬度为80MPa，坡度±18°。液压电机：75KW，截割头转速：47/23r/min，接地比压：0.135MPa，液压系统压力：最大20MPa。该掘进机系统整体稳定，掘进效率较高在煤矿掘进中使用的普及度较高，对不同煤矿类型的适应度较强，因此被广泛应用于不同的煤矿掘进。3、矿井巷道变化情况：巷道0-210m时，巷道倾角在14-16°，掘进机可以正常掘进；210m-467m后巷道倾角变化为16-22°，已经超出了掘进机正常的工作范围，因此需要调整掘进方案和方法，以保证正常的煤矿掘进活动的进行。二、矿井巷道倾角较大时掘进机面临的问题：1、由于掘进机自身重量，割煤时增加截割阻力。2、由于掘进机后退困难造成支护时钻机没有施工空间。3、由于掘进机后退困难造成工作面煤无法运输干净，造成巷道有浮煤。三、面对巷道倾角变大后施工工艺进行对比分析:1、炮掘方式施工工艺：采用炮掘时，工作面需要从新安装一部刮板输送机配合胶带输送机进行出煤，刮板输送机前期安装长度10m，预计工期2天。以后每个班次根据掘进进尺将刮板输送机往工作面延伸，巷道每掘进50-60m需要将刮板输送机拆除，再延胶带输送机并从新安装刮板输送机机头。更换为炮掘时，需要巷道西帮施工一个掘进机(包括掘进机二运)存放硐室；硐室尺寸：长X宽X高=15X2X3(m)，预计工期3天。采用炮掘时，每个班次需要进行打眼，装药，放炮等工作，每个班次预计进尺2m；每次放炮时人员需要撤出工作面，巷道上、下山，增加工人劳动强度；放炮后30分钟才能进入工作面，耽误单班生产时间；增加工作面打炮眼、放炮环节的安全隐患。工作面使用刮板输送机进行出煤，下山掘进，出煤时采用打“刮子”的方式出煤，煤块容易从周边脱落，危险因素增加，甚至引发安全事故。为了整理伞落地上的煤，工人劳动强度增加；巷道两帮控制不好，易造成两帮出现超挖、欠挖现象，影响质量标准化工作；同时在爆破过程中可能会破坏顶板，造成支护困难。2综掘方式施工工艺：采用掘进机进行施工，需要克服掘进机自身重量，掘进机后退困难的困难。运输绞车及相关辅助设施至安装位置，由于内部坑道情况相对复杂，所以在安装绞车和辅助装备的时候要提前设计好施工方案，避免在事故中因规划不足而引发各种风险因素，预计工期2天。3、对比结果：在施工之前结合矿井的实际情况以及施工作业目标，对比不同的施工方法和可能产生的施工风险，经过矿井讨论对比后，决定继续采用综掘方式进行施工。六、矿井综掘方式采取对应措施：1、在巷道西帮安装一台回柱绞车辅助掘进机进行后退作业。具体施工措施:首先，巷道西帮固定一台绞车，在绞车下方四角分别使用2根1.8m锚杆配合30型链条木楔子将绞车进行固定，并使用手摇泵打4根压柱和2根戗柱(单体柱)。其次，掘进机后退着行走时，绞车钢丝绳往上提；先开掘进机后开绞车，停止时先停绞车后停掘进机；保证钢丝绳始终吃力，绞车司机随时观察钢丝绳受力情况，如发现绞车钢丝绳受力过大，发现异响，及时通知掘进机司机停止掘进机行走并停止绞车运行。第三，在掘进机二运下方，使用730链条配合730连接环与绞车钢丝绳绳头进行固定。掘进机后退时，撤出绞车与掘进机之间人员，并安排专人在绞车处观察绞车在使用过程是否出现异常，发现异常及时通过绞车信号通知掘进机操作处人员及时停机进行处理。第四，掘进机后退时，安排管理人员现场指挥。每隔50m往下移绞车一次，保证掘进机与绞车之间的距离控制在40-100m。结语通过安装绞车来辅助掘进机进行掘进，提高掘进的速度，避免使用炮掘方式带来的各种安全隐患，保证巷道的安全质量标准化工作。为其它倾角较大巷道的掘进提供有利的实践。由于巷道掘进采用综掘，保证每个生产小班3m的掘进进尺。相对采用炮掘施工提前工期10余天，有限的缓解矿井的生产接续问题。参考文献：窦月明，王苏沂，左武峰.EBZ160综掘机在大倾角全岩巷道的应用[J].煤炭科技，2011(3):2.赵宝东.综掘机在东保卫煤矿大倾角煤层掘进推广应用[J].活力，20