冀中能源邯郸矿业集团亨健矿业有限公司河北省邯郸市056105
摘要:煤巷施工提矸运输是决定掘进速度的关键,经过多方考察和研究,中煤三十一处采用绞车提升、XC2.5-6单侧曲轨侧卸式矿车装矸转刮板输送机、皮带联合运输施工转运技术,这种技术的运用不仅可大大改善减少提升时间,简化施工工序,加快工程进度.而且可以降低人工投入,在实际施工中取得了取得了良好经济效益。
关键词:煤矿岩巷掘进;机械化;作业线
一、煤巷掘进的几种工艺及其特点
目前国内煤矿岩巷掘进主要采用以下三种工艺施工,现将其特点介绍如下:
1.1手风钻钻孔→爆破→装岩机(挖斗式、侧卸式、耙斗式)装岩→矿车出渣→支护
此种工艺目前应用最广泛,尤其在一些中小型煤矿。其优点是初期投入小,多台钻可同时工作,使用灵活且不受断面大小影响,适应于不便机械化施工的较小断面。但同时也存在人工成本高、劳动强度大、工作环境差、危险性高以及钻孔速度低等缺点。
1.2综合掘进机割岩→矿车、梭式矿车或皮带输送机出渣→支护
此种工艺的优点是无爆破震动,不会破坏围岩;可连续出渣。但目前也存在以下难以克服的缺点:
(1)为了克服切割时的反作用力,机重较重,体积大,不便于下井以及不适用于小于19mZ的断面;
(2)所掘进岩巷岩石硬度受限制,巷道岩石硬度应在f7以下;
(3)截齿寿命低,使用成本高。
1.3全液压掘进钻车钻孔,爆破→装岩机(挖斗式、侧卸式、耙斗式)装岩→矿车或梭式矿车+蓄电池机车+皮带输送机+矿车出渣→支护
(一)此种工艺的具有以下优点:
(1)炮孔深度、角度便于控制,利于光面爆破,节约出渣费用、支护材料;
(2)降低了钻孔工人劳动强度,操作者远离迎头(约sm),处于支护下作业,同时,人员相对较少,提高了安全性;
(3)降低噪音、粉尘,改善了工作环境,减少职业病(尘肺病)的发生;
(4)提高了钻孔速度、提高了施工进度;
(5)相对风动凿岩,由于采用了液压凿岩机凿岩,能量利用率高,动力消耗仅为风动凿岩机的1/2~l/4。
(二)其缺点是:
(1)由于设备需相互错车,不适用于较窄断面,目前全液压掘进钻车宽1.Zm,梭式矿车的宽度为1.sm,则巷道断面宽不应小于3.sm;
(2)设备结构较复杂,技术含量高,对维修人员要求较高。
二、国内现有煤矿岩巷掘进机械化作业线的应用现状
2.1综合掘进机+皮带输送机+矿车出渣作业线
本文以MK3岩巷掘进机为例进行研究,该设备投放到某矿南翼胶带机石门进行试掘进,经过几个月的运行,总结出该设备存在以下几个主要问题:机组的外形尺寸及施工的安全空间决定了所选巷道的合理断面为:矩形断面19—35m,拱形断面18——3OmZ;通过对可靠信息进行了解不难发现,该矿曾选购了三一重装一台综掘机,因不适用而退回,具体情况不详。前已叙及综合掘进机的优缺点及现状,制约其在岩替使用的主要原因是截齿寿命,相信在不久的将来,随着新型截齿材料的研发与应用,在岩石硬度小于f10的岩巷有望得以推广使用。
2.2全液压掘进钻车钻孔一挖斗式装岩机装岩——蓄电池机车+梭式矿车+皮带输送机十矿车出渣作业线
目前国内挖斗式装岩机有轨轮式和履带式两种。轨轮式挖斗式装岩机的优点是价格较低,每台约30万元;缺点是作业时需铺设临时轨,比较费时。另外,目前的轨轮式挖斗装岩机无刹车及抱轨装置,不适合在上下山巷道作业。履带式挖斗装岩机的优点是作业机动灵活,可以在25%的坡度上作业,缺点是价格较高。经在沙曲矿井试验,挖式装岩机具有高效、节能、噪音低、出渣速度快、性能稳定等特点,比较适合煤矿井巷施工中的工作环境,同时很好地解决丫《煤矿安全规程》第7S条关于高瓦斯区域、煤与瓦斯突出危险区域巷道掘进工作面,严禁使用钢丝绳牵引耙装的问题。在应用该种机械化作业线的过程中普遍存在这类问题:由于作业线子啊应用环节优缺点基本上是并列存在的,相对的其使用范畴也会受到相应因素所限制,尤其是在斜巷该设备无法使用,需安装自动卡轨器或采取其他措施。整机体积大,后溜槽短,不便于下井及装多部矿车。同时打眼和出渣不易平行作业;蓄电池机车+梭式矿车+皮带输送机+矿车出渣为了能从迎头连续出渣,减少循环作业时间,同时又需要解决矿车调度及提升能力等方面的影响,可在巷道中设置渣仓,但存在二次装运不方便的问题;若采用梭式矿车加皮带运输机来储渣则不存在二次装运问题。
三、主要内容
(1)掘进工作面选用CMJ2-27型煤矿用液压钻车代替风锤打爆破炮眼。提高了打眼速度,和普通风锤比较,由原来的爆破钻孔5.5h,缩短为3.5h左右,为爆破、排矸、支护等主要工序在当班完成提供了强力保障,确保了掘进高效。同时,钻孔深度由1.2m提高到了1.8m,循环单进由原来的0.8m提高到目前的1.3m,掘进效率显著提高,由4把风锤8人施工钻孔,降为2人使用钻车钻孔,同时,降低了职工劳动强度。
(2)ZWY-120/58L型挖装机(钩机)代替P-30B型耙斗装岩机出货,实现了掘进工作面矸石的快速、干净装载,为两帮底跟及时支护奠定了基础,消除了P-30B型耙斗装岩机出货留货、支护丢底跟的弊端,改善了巷道支护状况,提高了锚网支护体系的支护效果。
(3)后路铺设SPT-650(800)/40胶带输送机专门运输掘进时的岩石,提高了矸石排运的能力,奠定了快速掘进设备基础。设备选项特别要求,后路皮带必须采用可伸缩式带式输送机,确保掘进工作面ZWY-120/58L型挖装机排矸通过桥式皮带实现与后路可伸缩皮带的连续运输。
(4)在运输排矸系统中建立临时存渣90m3的缓冲专用渣仓,满足了当天的矸石储存量,后路运输能够确保随时运转,避免了后路事故对掘进工作面掘进生产的影响。
(5)电瓶车、DJ-11.4调度绞车高效调车生产线配置。在排矸系统的末端调车环节配置了电瓶车、DJ-11.4调度绞车代替人力调车,提高了调车效率。同时,大巷对接环节,大巷电机车明线延长一列车长度,直接运输开拓区的矸石,通过采取系列措施,提高调车工效,奠定了快速掘进的基础。
四、应用情况及效果
(1)打眼机具:掘进工作面打眼机械选用CMJ2-27型煤矿用液压钻车,循环单进由原来的0.8m提高到目前的1.3m,掘进效率显著提高,并且,节约了打眼用工,由4把风锤8人施工钻孔,降为2人使用钻车钻孔,降低了职工劳动强度。
(2)钩机代替扒岩机出货,实现了掘进工作面矸石及时全部清理外运,改善了掘进工作面工作环境,便于巷道底跟及时支护,提高了锚网支护体系的支护效果。
(3)通过布置缓冲专用渣仓,确保掘进工作面排矸正常。通过在坡头车场部分布置渣仓临时存渣90m3,每班循环排矸25m3,完全满足当天的矸石储存量,后路运输能够确保随时运转,避免了后路事故对掘进工作面掘进生产的影响。该地区通过更新设备、优化建设高效快速掘进生产线,月单进达到了120m/月,平均小班可减少出渣时间3h,月提高进尺近一倍,减少了用工,减少了生产环节,按每班节约打眼、出渣用工3人/班计算,每人按工资200元/工计算,月节省人工成本为5.4万元,则年节省人工成本为64.8万元。
结语
课题积累了开拓机械化生产线建设经验,提高了岩巷掘进的单进水平,缓解了矿井水平衔接紧张局面。同时,减轻了职工劳动强度,减少了生产环节,节约了生产用工,提高了安全管理水平,具有良好的经济社会效益,同类条件下,具有积极的推广价值。
参考文献
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