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巴拉素煤矿井下长距离煤巷机械化作业线开发技术研究与应用

黄思远 张洪喜

中煤第三建设(集团)有限责任公司三十工程处,安徽宿州,234000

摘要: 结合巴拉素煤矿巷道施工实际情况,介绍2102工作面胶运顺槽掘进施工中的机械化作业线开发技术, MB670/1/341型掘锚一体机为龙头的煤巷机械化作业线,可实现截割、装载、支护同步,平行作业,一次成巷,对提高巷道单进水平,保证煤矿采掘合理衔接有重要意义。
关键词: 机械化作业线;快速掘进;安全高效
DOI:10.12721/ccn.2022.157301
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引  言

为了响应集团公司的机械化作业线推进工作,达到“机械化减人,自动化换人及快速掘进”的研究目标,确定将在建的巴拉素煤矿2102工作面胶带运输顺槽作为机械化作业线重点研究项目进行推进,争取在顺槽施工中创出煤巷掘进新纪录。

1  工程概况

巴拉素井田地处榆林市以西直距约40km,行政区划隶属陕西省榆林市榆阳区巴拉素镇、补浪河乡、红石桥乡等管辖,地处规划的榆横矿区(北区)的中西部。井田北与大海则井田相接,南与红石桥井田和波罗井田相接,西与乌苏海则勘查区相接,东与西红墩井田相接。井田南北长约22.5km,东西宽约13.4km,总面积300.40km2。井田内7层可采煤层共求得探明+控制+推断资源量4971.46Mt,可采储量2622.73Mt。

矿井采用全立井开拓方式,主立井、副立井、二号回风立井均布置在在井田中部工业场地内。设计建设规模10.0Mt/a,服务年限为187.4a。

现施工巴拉素矿井及选煤厂项目二期部分矿建及2102工作面巷道工程,其中2102工作面胶运顺槽设计长度6383m,每200m在巷道正帮侧开设一个6m深临时水仓(调车硐室),共计186m(约31个),每500m在巷道正帮侧开设一个扩帮宽度3m,长度12m的探放水硐室,共计144m(约12个);锚网索联合支护,巷道沿煤层顶板掘进,水沟布置在巷道正帮侧,净断面为200×300mm,不加盖板。

断面支护规格:顶锚杆:7根,矩形布置,间距800mm,排距1000mm。距帮部550mm打设第一根;非回采帮锚杆(螺纹钢锚杆、金属网):4根,矩形布置,间距800mm,排距1000mm。距顶板500mm打设第一根;回采帮锚杆(玻璃钢锚杆、塑料网):4根,矩形布置,间距800mm,排距1000mm。距顶板500mm打设第一根;顶锚索:3根,矩形布置,间距1600mm,排距2400mm,沿巷道中线对称布置;使用掘锚一体机施工时,巷道锚杆间距不变,排距变更为1000mm,锚索间距不变,排距变更为2000mm。

2  设备选型配套

参照其他矿井实践生产经验,结合已揭露的地质状况,确定该掘进工作面采、装、运、支生产工序,选用MB670/1/341型掘锚一体机一次成巷掘进。掘进工作面煤炭的破、落、装、均由MB670/1/341掘锚机来完成,掘锚机后配备桥式皮带转载机、DSJ-100带式输送机来完成运煤工序、防爆无轨胶轮车完成材料及小型设备的运送、搬移,装载机配合人工清浮煤。

MB670/1/341型掘锚一体机主要技术特征表

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面胶运绕道DSJ-100带式输送机、2号煤北翼二辅助运输石门DSJ-100带式输送机、一号回风立井北绕DSJ-100带式输送机至一号风井临时煤仓,再由箕斗将矸石运到地面。

出矸路线:工作面→2102工作面胶运绕道→2号煤北翼二辅助运输石门→一号回风立井北绕道→一号风井临时煤仓→箕斗→地面。  

2、进料系统:材料由一号回风立井罐笼下放,材料在地面装入矿车下放至井底后,由无轨胶轮车运至工作面。运输系统环节简单,操作方便。   

3、除尘系统:掘进巷道距工作面50m和回风口150m各安装一道净化水幕,净化水幕覆盖巷道全断面,确保正常使用。后巷200m范围设置补尘网。在综掘机后布置除尘风机,保证掘进时,正常使用,保证迎头粉尘降低。配套1台KCS-650LZ×1型除尘风机,Φ800mm吸尘风筒。  

4、锚喷设备:(一)采用掘锚机机载锚杆机、CMM2-33型煤矿用液压锚杆钻车、手持式帮锚机来完成巷道锚杆+钢筋网(塑料网)的永久支护工作。

5、掘锚机机载锚杆机支护作业顺序为:

铺网—定位—钻眼—安装树脂药卷、锚杆—搅拌—紧固锚杆—检查;

施工设备选型表

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3  人员及劳动组织

劳动组织采用专业班组织形式,明确分工,各负其责,充分发挥专业人员特长,作业快速,工程质量优良。采用“三八”制作业,每班主要负责掘进、排矸、永久支护。进尺班定员72人(三个班),负责正常进尺。早班除每天进行设备的正常检修外,同时负责工作面机电设备搬迁、风水管路、电缆的延伸和吊挂,为正常生产做好准备工作。标准化8人,负责卸料、调道、文明生产。机电班15人,负责设备检修、机械化作业线维护。

掘锚机劳动组织表

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3   实施计划

掘锚机投入以后,计划每月比综掘机施工速度提高40-50%。

5   预期效果

在矿方大力支持下,解决了制约快速施工的难题。在通风、供电、供水、技术等方面给予大力支持,保证了系统连续作业。

(1)掘锚一体机对比综掘机截割部,截割面积更大,极大减少了掘进割煤时间。无影响情况下,同规格断面综掘机掘进2m使用的时间约45分钟,而掘锚一体机掘进2m的时间约15分钟,掘锚一体机掘进速度优势明显。

(2)掘锚一体机自带液压钻机,清水软管跟机挪动,节省了接拆风水软管和运装钻机的时间,也极大减少了一线职工的体力劳作强度;根据实际施工现场用时统计,综掘机掘进完成后形成风水和钻机的用时约15分钟,掘锚一体机只需要将钻机位置行进到排距处即可;

(3)掘锚一体机对比综掘机出煤方面,掘锚一体机铲板面积更大、转载速度更快,2排进尺的掘进出渣时间比综掘机要节约15-20分钟;

(4)掘锚一体机对比综掘机掘进成巷方面,观感优势明显;

(5)掘锚一体机对比综掘机支护方面,液压钻机动力比风动力钻机在钻注方面更快,优势更明显,也减轻了工人的劳作强度;

(6)掘锚一体机对比综掘机的安全设计方面:首先,掘锚一体机截割部被挡煤板完全隔离在工作面里侧,不存在误操作出现截割部伤人现象;其次,操作平台两侧的护栏起到保护操作人员的人身安全作用,降低片帮伤人的危险隐患;最后,机载除尘风机完美的与掘锚一体机形成了一个整体,极大程度降低了粉尘对人身的危害。

6  结论

结合其它煤矿类似工程的工作经验及相关规程、规范的要求,通过建立巴拉素煤矿井下长距离煤巷机械化作业线开发技术研究与应用,在降低劳动强度、提高施工效率等方面取得较好成绩。月均进尺500m以上,实现了安全、优质、高效的快速施工目标。