普掘巷道连续排矸技术的研究与应用
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摘要：巷道掘进排矸是影响掘进单进水平的重要环节之一，随着矿井开采深度加大和开拓延伸，运输距离越来越长，环节越来越多，传统的矿车排矸对掘进单进水平提高的制约越来越明显。利用皮带主运输系统排矸的应用，解决了普掘迎头排矸速度慢，大大提高了劳动效率，减少了许多中间环节，降低了工人的劳动强度，提高了单进水平进尺，同时也在一定程度上缓解了采掘关系紧张的局面，具有广泛的推广应用价值。
Abstract: Tunneling is one of the important aspects that impact the level of tunneling and single tunneling. With the increasing depth of the mine and the extension of mining, transport distances become longer, and the links become more and more, and the constraints traditional single tub refuse dumping on the level of single tunneling become more and more evident. The application of main belt transport system to discharge refuse addresses the problem of slow speed greatly, improves the working efficiency and reduces the number of intermediate links, reduce the labor intensity and improves the level of single tunneling, at the same time eases the tension between mining to a certain extent, and has wide application value.
关键词： 普掘；快速排矸；单进；接续
Key words: general roadway tunneling；quick discharge refuse；single tunneling；continuous
中图分类号：TD4文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）18-0047-02
1概述
巷道掘进排矸是影响掘进单进水平的重要环节之一，随着矿井开采深度加大和开拓延伸，运输距离越来越长，环节越来越多，传统的矿车排矸对掘进单进水平提高的制约越来越明显。在皮带运输系统完善，煤仓配备比较齐全，可实现煤矸分流的条件下，将传统的矿车运输排矸改为皮带运输排矸，实现了连续快速排矸。
2连续快速排矸系统
2.1 连续快速排矸系统工艺流程：掘进工作面耙装机SSJ-800型皮带转载皮带/40T溜子采区皮带采区煤仓/水平煤仓主运输皮带主井煤仓/矸石仓主井提升地面动筛排矸系统煤矸分流。
2.2 具体使用的地点：在南翼进风下山（东）、南翼进风下山（西）、-740第二部胶带输送机巷、-740轨道延伸大巷。
2.3 根据施工巷道的断面大小和施工长度，当巷道施工断面尺寸较大，施工长度较长，能够满足皮带、轨道、人行道之间的安全间隙时，可选择采用皮带矸石运输和轨道辅助运输即主辅运输联合的方式进行布置；当施工断面尺寸较小时，只布置皮带，不布置轨道，支护材料采用底皮带运输。
2.4 具体设计实施过程。
2.4.1 矸石通过耙装机溜槽、卸料口及耙装机与皮带之间的缓冲簸箕卸载到皮带机尾承载段上缓冲簸箕专门设计加工，既有效的减轻矸石对皮带机尾承载段的冲击而造成的损坏，又可以起到收拢矸石的作用，防止矸石洒落。
2.4.2 皮带机尾固定皮带机尾用2根Ф20×2000mm螺纹钢锚杆全长锚固，配合Ф15.5mm钢丝绳、绳卡及连接环锁紧固定，并与耙装机联为一体。
2.4.3 耙装机固定选用的耙装机为P-60B型耙装机。采用四副耙装机专用卡轨器固定在临时轨道上。卸料槽尾部采用4根立撑和1个吊点进行固定；立撑尽量与巷道底板垂直，并与皮带机尾承载段保持200mm的安全间隙，支撑有力。吊点用锚杆及Φ15．5mm钢丝绳固定在顶板上，钢丝绳两端均匀受力并与卸料槽尾部连接牢固。由于耙装机与皮带机尾承载段联成一个整体，为确保固定牢靠，平巷施工对耙装机采用4个地锚固定，斜巷施工采用4个地锚和地梁方式固定。地锚采用Ф20×2000mm螺纹钢锚杆全长锚固，地梁采用20#槽钢，生根固定在巷道两帮。
2.4.4 耙装机向前挪移与正常普掘施工工艺相同，严格按照规程和公司有关规定挪移。移机之前首先平整耙装机前的巷道，清净耙装机前的煤矸，铺设临时轨道。移机时严格执行规程规定进行操作。移机到位后，立即固定耙装机，先进行地锚、地梁、吊点的固定，4根立撑待皮带机尾挪移到位后固定。然后拆除临时轨道，准备进行皮带机尾牵引。
2.4.5 皮带机尾牵引平巷施工采用耙装机自身的两个主辅滚筒绞车完成牵引；斜巷施工采用专门安设的慢速回柱绞车进行牵引。牵引时，先将皮带涨紧松开，再进行机尾牵引。牵引前，根据牵引距离决定是否需要续接皮带，如果需要续接皮带时，在续接位置将上皮带掐开，再进行牵引机尾。机尾到位后，先固定机尾，再安设耙装机的4个立撑，然后续接皮带，将所加的皮带两端与皮带空端相连，穿上通条，开动涨紧绞车将皮带涨紧到松紧适中，试运转正常后，就完成了整个挪移过程。
2.4.6 支护材料运输有轨道辅助运输的巷道内，支护材料采用矿车辅助运输方式运输到施工迎头。在无轨道运输的巷道内，喷浆料和支护锚杆采用底皮带运输，支护用金属网采用人工扛运。
喷浆料运输：在皮带机头段的底皮带旁固定一个皮带漏斗，漏斗固定在皮带架子上，漏斗离底皮带50mm高，在机尾的底皮带上固定一个刮板（采用皮带与木板制成的），将料刮离皮带。开动皮带，工人站在矿车上将矿车内的喷浆料人工装到皮带漏斗，喷浆料经漏斗滑到皮带上，由皮带运向机尾，到机尾后由刮板将料刮到地板上。
锚杆运输：锚杆放在底皮带的正中，每组锚杆为10根，并利用双股8#铁丝捆牢，每组之间保持4m以上的间隔，上、卸料位置，安设紧停开关，保证上、卸料时，能使皮带紧急停止运转。
2.4.7 耙装机到迎头距离的控制耙装机距离迎头的距离原控制7-30m，根据现场实际情况，在保证安全的前提下，将耙装机距迎头的距离调整为7-40m，减少了每月挪移耙装机的次数，而且实现区段内最大限度的平行作业。
2.4.8 岩石块度的控制通过在炮眼间排距、掏槽方式、装药量等方面进行优化，将岩石块度控制在300×300mm。
此外，在耙装机溜槽口、皮带机尾、皮带机头以及两皮带搭接处采用金属网进行封闭，防止矸石掉落伤人。在巷道沿途安装皮带急停，装设了皮带防跑偏、防滑、堆煤、温度、烟雾、自动洒水保护等。皮带紧停开关设在巷道中间，吊挂于顶板钢梯上，紧停距底板约1.8m，以方便紧停开关的操作。
3实施效果及发展方向
普掘迎头矸石运输由原来的矿车排矸方式转变为皮带运输方式，通过现场应用，掘进的单进水平有了很大的提高。
3.1 排矸工序时间减少，提高了正规循环的次数，有效的提高了单进进尺。由于皮带排矸的连续性和快速性，大大提高了岩巷掘进迎头的排矸能力，节约了排矸时间。一个循环内的排矸时间从原来大约需要2.5～4个小时减少到1～1.5个小时，正规循环次数由每天两个正规循环增加到每两天五个循环，有时可达到每天三个循环。单进进尺由原来的每月80～90米左右提高到每月110～120米左右，进尺平均提高了30～37.5%。
3.2 减少了辅助运输工作量。以三月份为例，在南翼进风下山（东）、南翼进风下山（西）、-740第二部胶带输送机巷、-740轨道延伸大巷分别应用了皮带快速排矸系统，其荒断面大小分别为11.95m2、11.95m2、19.68m2、19.3m2、每月进尺分别为103m、81m、110m、106m计算，可减少6120辆矿车的排矸量。
3.3 减少了排矸运输环节，减少了工作岗位和岗位人员，促进了本安型岗位工作的实施和建设工作，取得了良好的社会效益，在运输距离长、环节多的施工地点效果尤为明显。
3.4 可以实现连续排矸，避免了迎头积矸，真正实现了质量标准化规定的矸石存量要求，达到了迎头矸石净的目标。采用皮带排矸的影响因素较少，可最大可能实现连续排矸。
3.5 最大限度的实现了迎头的平行作业。由于耙装机距离迎头的最大距离的增加，先将迎头矸石扒至距迎头10m左右，保证回头轮至迎头不小于8m的安全距离，实现排矸与迎头施工的平行作业，有利于提高正规循环。
连续排矸系统虽然取得了很多的效果，但是还存在着以下问题需要下一步解决。
①由于矸石直接进入主运输系统，如果不具备分流煤仓时，煤矸混在一起，影响煤质，并增加地面洗选的工作量。②由于没有破碎设备，对矸石块度限制比较严格，必须严格执行光爆措施，超过规定块度的矸石必须人工破碎，增加人工作业工作量。③如果在井下配备专门的破碎设备，皮带运输的矸石在经过破碎后，经过转运设备，直接运输到老空区，为充填开采技术的应用创造很好的条件，两相结合会取得更好的社会效益和经济效益。
利用皮带主运输系统排矸的应用，解决了普掘迎头排矸速度慢，大大提高了劳动效率，减少了许多中间环节，降低了工人的劳动强度，提高了单进水平进尺，同时也在一定程度上缓解了采掘关系紧张的局面，具有广泛的推广应用价值。