陈四楼煤矿岩巷快速掘进作业工艺研究与应用

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摘要：文章针对陈四楼煤矿北八采区岩巷下山施工情况，设计出“挖掘装载机+皮带机+矸石仓”的排矸系统，实现了安全、快速、高效掘进。

关键词：挖掘装载机；快速掘进；连续运输；排矸系统

中图分类号：TD263

文献标识码：A

文章编号：1009-2374（2012）24-0127-02

陈四楼矿八采区皮带下山施工过程中将依次穿过上石盒子组砂质泥岩、粗粒砂岩、粉砂岩、细砂岩、泥岩、K5中细粒砂岩，下石盒子组泥岩、细砂岩、砂质泥岩、三煤组、K4铝质泥岩，山西组泥岩、细砂岩、粉砂岩，平均按11°下山掘进，其中K5中细粒砂岩含水量大。整条下山落底后，巷道底板距二2煤约23m。二2煤层赋存于二叠系山西组地层中部，山西组主要由泥岩、细砂岩、粉砂岩、中细砂岩、砂岩及煤层组成。该组地层与下伏石炭系上统太原组呈整合接触，与上覆下石盒子组呈整合接触。

为切实提高工作效率，根据陈四楼煤矿的巷道条件，技术人员设计了“挖掘装载机＋皮带机＋矸石仓＋多矿车”的后巷运输方式。皮带机旁边敷设轨道作为辅助运输设施，功能为完成支护材料的运输。

1　排矸系统的选型

1.1　挖掘装载机的选型及性能参数

在岩巷挖掘装载机的选择上，该矿选择了安徽蓝翔重工生产的ZWY-150（120）/45L防爆型履带式挖斗装载机，该产品是一种连续生产高效率装载机，拥有两项国家专利（ZL2007201771350.0和ZL20080137422.3）,填补了国内矿山大倾角斜井施工无装矸设备的空白。该产品主要用来替换井下现有的耙斗装岩机,有效解决了钢丝绳因摩擦可能引起火花或其他不利于煤矿安全生产的问题。

该产品工作机构设计参考德国ICT312挖掘装载机形式，由工作机构耙取物料，并通过自身特制加高型双链刮板运输机构（类似德国ICT312运输槽机构）进行转载，从尾部卸入侧卸式矿车或二运皮带、刮板转载机等其他运矿设备中去。

该产品底盘采用原装进口行星减速液压马达驱动履带行走机构，结构紧凑﹑机动灵活，可在潮湿有积水的巷道里工作，可以全断面装岩，不留死角，无需人工辅助清底装岩。

1.2　后巷排矸系统选型

目前煤矿岩巷炮掘排矸系统主要有“挖掘装载机＋皮带机＋矸石仓”、“耙装机＋矿车”、“耙装机＋皮带机＋矸石仓”及“侧卸式装岩机＋矿车”等四种。目前八采区皮带下山采用“挖掘装载机+皮带机+矸石仓”排矸系统，皮带机采用DSJ1000/2×160型胶带输送机进行运输，该方式极大地提高了斜巷运输效率，减少了中转环节，提升了运输安全系数。

1.3　矸石周转储存设施的选择

该环节在该系统中发挥作用巨大，为此该矿抛弃了梭车、落地储存仓等工艺，选用矸石仓＋溜矸嘴的方法，设计制作一个容量为90m3的锚喷支护矸石仓。设计容量可满足两个爆破班的产量，下方配备液压油缸驱动的溜矸嘴。每小时装车能力达到30～40车。

2　应用效果

通过与其平行掘进岩巷八采区轨道下山采用“耙装机＋矿车”排矸系统总体对比，“挖掘装载机＋皮带机＋矸石仓”排矸系统具有显著优势：一是减少了斜巷提升方面的诸多不安全因素；二是设备操作安全可靠，避免耙装机钢丝绳断丝、断股、脱轮、弹绳等诸多危险因素；三是设备移动时稳定性高，杜绝了前移耙装机时存在的安全隐患；四是工作面出矸时不易损坏帮锚杆；五是挖掘装载机出矸后，巷道底板平整度高，行人安全方便，而耙矸机耙矸后则会在巷中留下一深沟；六是与岩石掘进机相比，对施工现场地质条件要求相对较低，设备适应性强，同时投入成本较低；七是投入少，产出大，与“耙装机+矿车”对比，投入产出比基本在4∶6左右，连续三月单月进尺过百米，其中四月份106米、五月份107米、六月份预计115米；八是下山掘进排矸效率较传统方式高，该设备设计排矸能力150m3/h，一炮排矸时间约一个小时，效率较高。

3　结语

传统的耙装机出矸方式存在劳动强度大、耙不干净等诸多问题，矿车运输存在运输不连续、安全风险大、效率低等缺点，与此相比“挖掘装载机＋皮带机＋矸石仓”的连续运输方式的应用有效降低了出矸过程90%的劳动强度，并提高工作效率40%以上，具有显著的技术效果和巨大的经济效益。

参考文献

[1]　李清．深部大断面岩巷快速掘进技术研究[J]．煤炭科学技术，2006，（10）．

[2]　姜金球．岩巷掘进施工机械化配套方案[J]．建井技术，2000，（4）．

作者简介：孙宏权（1983-），男，河南永城人，河南煤化集团永煤公司陈四楼煤矿开拓三队助理工程师，研究方向：采矿工程。