综掘机拐弯施工工艺在切巷施工中的应用

综掘机拐弯施工工艺在切巷施工中的应用

【摘 要】以霍州煤电什林煤业10-101工作面综掘机开切眼调向施工工艺为例，系统地介绍了利用综掘机直接切割拐弯，配溜子-耙矿机出矸施工工艺，并对巷道支护参数选取、存在问题及经济技术效益进行了简要说明分析，通过实践有效的提高了拐弯巷道的施工速度，实现了矿井经济效益的提高。

【关键词】综掘机拐弯；溜子出矸；断面支护；施工工艺

一、实践背景

巷道改向历来是影响巷道快速掘进的难点，以往拐弯施工均是采用炮掘配耙矿机的方式进行，综掘机施工至拐弯位置后，对拐弯开口部位的帮部简单锚网临时支护，然后继续使用综掘机向前施工5～10m，施工完毕后，采用炮掘配人工出矸施工切眼5m，之后在切眼位置安装耙矿机，采用炮掘配耙扒矿机出矸再施工22m，然后拆除耙矿机，将综掘机拐弯进入切眼，安设溜子及单轨吊悬吊横梁，施工50m后将溜子更换为简易胶带，然后正常施工。

炮掘施工方式虽然简单明了，但它带来很多不便因素。当前大多数矿井均实现了综掘化，先进设备为快速掘进提供了设备保障，特别是矿井面临接替衔接紧张等局面时，如何实现综掘机拐弯、采取什么方式拐弯，成为提高掘进单进水平、简化施工工艺必须考虑的问题。

二、工程实践

1、工程概况

霍州煤电什林煤业10-101工作面位于10#煤一采区，是矿井的首个综采工作面，10-1011顺槽巷长415m，10-1012顺槽巷长483m，切巷长230m（中—中）。工作面切巷处10#煤层产状为走向近南北，倾向东，煤层厚度1.7m，容重为1.4t/m3，硬度为f≤3，有2层夹矸，直接顶为K2灰岩较为稳定。10-101工作面切巷断面为净宽*净高=7.0m（6.5m）*2.7m，顺槽断面为净宽*净高=5.0m*2.7m，巷道采用锚网梁+索联合支护方式。

顺槽工作面采用佳木斯EBZ200型综掘机进行掘进（整机重量58吨，外形尺寸10400×3200×1720mm，综掘机后部桥式转载机外型尺寸长×宽=15000×1400mm）， 在顺槽右帮铺设着一部SSJ1000/90型皮带输送机用于出渣，鉴于工作面切巷现场条件相对较好，为加快10-101工作面切巷的掘进施工速度，保证工作面按期投入试生产，提出了使用综掘机直接拐弯施工的课题，这就意味着掘进机需要原地回转90°角进入切眼方向进行施工。

2、施工方法及工艺

由于综掘机直接拐弯施工属于初次尝试无经验可循，经过仔细研究现场实际情况，结合掘进机尺寸及性能，通过矿井相关业务部门与施工区队的研究商讨，决定在综掘机拐弯前，先准备好后部配套运输系统，即采用综掘机后跟耙矿机，耙矿机左侧跟一部SGW-40T溜子进行施工，从而实现综掘机的90°拐弯掘进。

施工方法：当顺槽在掘进至切巷口处时由巷道左帮按180°方位角开口向南掘进，一掘一锚网。巷道开口用综掘机直接截割，为便于综掘机拐弯需对拐弯区剥帮1500mm左右，当桥式转载机受拐弯半径而无法施工时，撤除桥式转载机，同时在皮带机尾后部铺设一部溜子（长约16米），安装一台耙矿机配合掘进机进行出渣。

当切眼施工15米时，即掘进机整体进入切眼后，在切眼中部安设溜子一部，切巷入口处右帮安设耙矿机一台，同时延长皮带机尾至新安设的切巷溜头处，以满足运输需要。切眼施工25米时，在切巷溜子上方顶板上安设单轨吊悬吊横梁，将综掘机二运悬吊在横梁上，恢复桥式转载机，继续使用溜子进行运输煤矸，到此完成综掘机拐弯施工。

3、巷道支护

开口前补强支护：切巷开口前须在开口中心左右各7米范围进行锚索补强支护，锚索规格为?17.8×6300mm。采用Z2388和CK2340各两条进行锚注，补强后保证巷道顶部锚索呈“三 三”排排布置。同时对开口周围20m范围内的支护情况进行检查，发现失效锚杆等及时补打。

临时支护：切巷施工中采用吊环前探梁配合专用背板及木楔的支护方式，临时支护距迎头不得超过200mm。

永久支护：采用锚网梁索＋木点柱的联合支护方式。顶部采用￠20×2000mm高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆，锚杆间排距为900×1000mm，采用Z2388和CK2340各一条进行锚注；巷道右帮部采用￠20×2000mm高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆，锚杆间排距为1200×1000mm，采用Z2388一条进行锚注；巷道左帮部采用￠20×2000mm玻璃钢锚杆，锚杆间排距为1200×1000mm，“五花”布置，采用Z2388一条进行锚注；锚索规格为17.8×6300mm，“三 二”隔排布置（前5m“三 三“排排布置），采用Z2388和CK2340各两条进行锚注；木点柱支设在切巷中部，规格￠400×2600mm，要求支在巷道硬底上，用板梁接顶，间距2000mm。支护钢带选用直径为12mm的钢筋焊制，铺设的网采用4mm镀锌铁丝编制网，木托盘规格为250×250×50mm。巷道施工时须在切巷开口处正中安装顶板离层仪一组，以便监测顶板变化情况。

三、存在问题及经济技术对比

1、在切巷施工过程中由于未及时拆除综掘机桥式转载机，导致综掘机左侧履带滚轮护板、桥式转载机转台轴扭曲变形，要求当拐弯作业已切割3米时必须对综掘机桥式转载机进行拆除。

2、在拐弯施工中由于综掘机后浮渣不能及时清理，造成巷道高度不够，综掘机卧底不足等，要求综掘机拐弯期间切巷内溜子两侧浮渣要及时处理，保证正常施工。

3、直接利用机掘拐弯，相比原炮掘拐弯大大减轻了工人劳动强度，减少了工序环节，更好的保证了工人施工的安全性，消除了放炮对顶板控制的不利影响。

4、与同类条件相比，机掘拐弯明显缩短了巷道拐弯的施工工期，减少了直角拐弯对掘进进尺的影响，宽8米的切眼施工任务由炮掘的9天变为机掘的4天，同时减低了材料消耗。

四、结论

通过对切巷综掘机直接拐弯施工的有效尝试，通过后部运输系统的改造，合理利用综掘机机械化，最大限度地提高系统的可靠性，实现了巷道改向时的快速开口，并且从材料上减少了消耗，优化了施工环节，达到了预期效果。

掘进机拐弯快速掘进技术的应用，解决了传统巷道拐弯中存在的问题，对同条件下的掘进机拐弯提供了可行方法，无疑对矿井的安全生产和效率的提高有重要的意义。