综掘机施工大断面机头硐室工艺特点

牛新国 张训恒 淮南矿业工程公司 安徽淮南232001

综掘机施工大断面机头硐室工艺特点

牛新国 张训恒 淮南矿业工程公司 安徽淮南232001

在煤矿建井工程中，机头硐室是一种常见的单位工程，其特点是断面较大，施工难度较大，以往炮掘施工的情况下，基本采用分层掘进的方式。目前岩巷综掘机在煤矿的大量应用，用岩巷综掘机来施工机头硐室也是一种新的尝试。本文就淮南矿业集团朱集矿井建设项目部-891m西翼胶带机大巷机头硐室施工过程中的实践，简单探讨一下综掘机施工大断面硐室工艺特点。

机头硐室；综掘机施工； 施工工艺；支护

1 工程概况

朱集矿井建设项目部-891m西翼胶带机大巷综掘施工结束后，由矿业工程分公司262队利用MK3综掘机继续施工机头硐室。该巷道设计长度53.25m，其中（4-4断面26.857m，3-3断面5.843m，2-2断面15.1m，1-1断面5.45m，）。该巷道设计为锚网喷+浇注混凝土，实际先施工锚网喷+锚索支护，待全部施工完后一并浇注混凝土。

MK3综掘机特点：机器全长13750mm，主机高度2500mm，铲板高度4000mm，最大切割高度为5223mm（但实际施工高度最大4700mm为宜），最大切割宽度7440mm，最大卧底深度150mm。

2 支护方式

2.1 巷道以锚网喷＋锚索支护为主，后期再浇注混凝土。1-1断面规格为7300×6250mm；2-2断面规格为7300×6250mm；3-3断面规格为7300×4950mm；4-4断面规格为6900×4950mm。

2.2 支护材料及规格尺寸、参数见表1。

3 掘进方式、设备型号、运输方法及设备

3.1 掘进方式：综掘多循环作业制。

3.2 掘进方法：

3.2.1 切割时从左上部进刀开始呈S形向下（详见示意图），一次扫完顶帮后如此割断面与实际所需要的形状和尺寸有一定的差别，可进行二次修整，以达到断面尺寸要求。因巷道较高，综掘机不能一次掘进至全断面，可采取先切割中上部，待锚网喷后，再切割下部，锚网喷。

3.2.2 锚网喷每循环切割进度为1.7m。

3.3 出矸路线：

出矸路线：迎头综掘机—→皮带机—→溜矸眼—→矸石仓—→井底车场—→副井—→地面。

表1 锚喷支护材料及规格尺寸、参数

表2 施工设备一览表

3.4 进料路线：

地面—→副井—→井底车场—→西翼胶带机大巷与-906m井底车场联络斜巷—→-891m西翼胶带机大巷—→迎头。

3.5 施工设备一览表，见表2。

4 工艺流程

4.1 掘进工艺：

锚喷：掘进机切割上分层（出渣）-找净帮顶活煤危岩-打临时单体支柱-打眼安装顶部锚杆挂网-掘进机切割下分层（出渣）-打帮部锚杆挂网护帮-整理质量搞好文明生产。

4.2 施工工艺流程及说明：

锚杆支护：

交接班安检-延接皮带机-标定中心-开机检查-切割-掘进机出货-输送机出货-敲帮问顶-打临时单体支护-标定眼位-钻眼-挂网安装锚杆-安全质量检查-整理文明生产-质量验收。

4.3 切割说明：(见图3)

4.3.1 司机操纵掘进机，在掘进机前进的同时，依靠截割臂的摆动和切割头的旋转破岩（煤），所破落岩（煤）经环行刮板机运输机转载，掘进机搭皮带机运输，掘进机切割一个循环后，停机进行锚网喷支护。

4.3.2 图中的箭头表示切割方向，切割时先横向切割顶部，然后在巷道左上部进刀，切割成形，而后刷帮，打扫使巷道成型。

图3

图4

图5

图6

4.4 锚网喷临时支护工艺流程

4.4.1 综掘机切割上分层结束后，用专用工具找尽活矸危岩。

4.4.2 上网片，打点柱，在戴帽点柱及网片的掩护下，按设计要求打锚杆眼，安装锚杆。

5 施工方法

5.1 施工西翼胶带机大巷高度3900mm（架棚支护），过渡到施工西翼胶带机大巷机头硐室高度4950mm（顶板用半圆木接实），4-4至3-3断面应提前5000mm采用渐变式施工至设计尺寸（后期浇注回填）。

5.2 从西翼胶带机大巷施工到机头硐室，两边扩大断面大小，为大断面施工方便，将以前在巷道左边的皮带机用抗轮调到机头硐室的巷中。

5.3 4-4断面采用分台阶施工，3-3、2-2断面采用分层施工。

5.4 采用分台阶切割掘进，先切割上分层高度为3000mm，在岩性稳定段第一刀切割进度为1700mm，随后在拱部打锚杆挂网喷浆支护，之后再切割下分层，第一循环完成后。再按同样方法进行第二刀，第三刀循环切割支护施工。待第三循环完成后，将综掘机后退，并进行两帮锚网支护。

6 施工难点

6.1 由3-3到2-2断面高度由4950mm变成6250mm，高度增加1300mm，而3-3断面共4643mm，所以采用渐变式施工就必须从4-4断面开始（距2-2断面提前5000mm处），综掘机沿11°上坡施工上分层（高度3000mm）至大断面设计长度直到贯通，然后综掘机后退施工下分层。而3-3断面与2-2断面的起脸就无法留住，后期浇注混凝土时，进行造型。见图6。

6.2 施工至贯通，然后综掘机退后施工下分层。从刚起坡施工到贯通28.393m，MK3综掘机就必须退后28.393m，而综掘机后面的二运皮带一般只有20m，要退回这么长的距离就必须采用一些办法。此施工采用综掘机拉皮带机机尾方式，每次拉机尾10m，一共拉3次方可让综掘机退回到渐变点的起点，施工下分层。

图7

具体方法如下：在施工迎头向后60m处在左右帮各打4根锚杆，规格为φ22×2500mm，再用φ21.5mm钢丝绳固定在打好的两帮锚杆上作为过河绳，绳上挂回头轮，再用一段钢丝绳一头固定在皮带机机尾上，通过过河绳再把另一头固定在综掘机上。事先拆除皮带机10m的H架，启动综掘机向迎头开进，从而皮带机机尾就会在综掘机的牵引下向后退，机尾退回10m后，退综掘机，再从新缩短钢丝绳的长度，循环拉机尾，共3次。见示意图7。

7 总结

在煤矿岩巷施工过程中，机械化程度越来越高，综掘机在矿井建设中地位越来越重要。对综掘机也是在不断探索施工较复杂点的工程，让其适用的范围越来越广，从而更进一步减轻工人的劳动强度，同时也给快速掘进找到更大的突破口。

［1］何满潮，孙晓明.中国煤矿软岩巷道工程支护设计与施工指南.科学出版社.2004

［2］刘先玉.综掘机械.中国物资出版社.2005

［3］王宗付，姜志云.综掘机施工机电硐室特大断面一次成巷技术实践.商业文化. 2008

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.005.024