普通全煤掘进机在全岩快速掘进中的应用

（作者单位：山东能源临矿集团）

一、概述

随着开采的深入推进，山东能源临矿集团新驿煤矿可供开采的煤炭储量日益减少，能够布置正规完整采区或工作面的煤层块段已经很少，矿井南翼地区七采区的早日接替是保证矿井持续稳定生产的关键，而皮带运输巷是整个生产系统的咽喉工程，是形成完整生产系统，实现南翼七采区机械化生产和集中运输的必要条件。

南翼七采区巷道施工过程中主要穿过的岩层为二叠系下统下石盒子组、二叠系下统山西组。为提升掘进效率，同时推进矿井工业3.0+改造升级计划，新驿煤矿在南翼集中皮带巷（岩巷）施工过程中，立足现有设备（采用EBZ160型普通全煤掘进机掘进），勇于技术革新，采取破岩辅助措施，利用物理、化学等手段弱化岩体强度，有效提高掘进效率，降低了职工的劳动强度，改善了作业环境，对于类似岩性全岩综掘作业具有较强的借鉴价值。

二、技术革新说明及施工工艺

新驿煤矿技术人员全面分析矿井全岩巷道的岩石硬度，利用现有的大功率综掘机积极探索全岩综掘工艺，有效提高掘进效率。南翼集中皮带巷于2017年2月下旬采用炮掘工艺，通过耙装机、皮带运输方式出矸，采用锚网喷+锚索的支护方式支护，施工10天完成进尺33m。于3月中旬将耙装机更换为EBZ160型综掘机，3月进尺提高到83m （全月施工20天）。4月份共进尺187m，比炮掘效率提升100%，实现了集团公司全岩综掘零的突破。

1．技术革新说明

（1）将普通全煤掘进机应用于全岩快速掘进。南翼集中皮带巷及附属硐室均采用EBZ160型综掘机掘进，综掘机施工时，先进行掏槽，然后再正式截割。在21㎡的大断面全岩巷道取得了日进尺6米，首月进尺187米的好成绩。同时，掘进机割出的巷道两帮顺滑，顶板平直，巷道成型好，不仅质量有保证，而且大大降低了职工的劳动强度，随着不断摸索改进，进尺水平将会有更大提升。

（2）创建了全岩综掘操作工作法。创建了全岩综掘操作工作法，实现了多种工艺集成、多工序平行交叉作业，实现了无缝隙、无空当作业，实行精准操作，保证每循环进尺2m以上，为其他单位全岩综掘提供借鉴。

（3）探索综合机械化掘进硬岩预裂技术。为解决南翼集中皮带巷硬岩岩巷掘进的施工难题，研发硬岩水力致裂技术，软化松动硬岩岩体，实现硬岩区段综掘机快速掘进。该成果为新驿矿解决南翼集中皮带巷硬岩段掘进效率低下问题提供直接的技术支持。

2．主要工艺及流程

掘进工作面采用EBZ160型掘进机截割，掘进机后配桥式转载机和皮带输送机，皮带输送机随巷道延伸逐步跟进。皮带输送机运矸至南翼矸石仓集中装车，由蓄电池电机车拉运至1112矸石仓翻矸，经皮带输送机运送到1112矸石充填巷进行充填，形成了集破岩、装岩、运岩、充填于一体的快速掘进作业线。

（1）掘进机截割工艺。根据激光偏中线先确定巷中综掘机进刀位置，先下后上，先中间后四周，最后刷成所需要的断面。截割完迎头预留1.6m浮矸作为工作平台支护拱部，然后扫底支护下台阶帮部锚杆。

（2）临时支护工艺。初喷浆作为临时支护时，喷射混凝土标号为C20，水泥：砂：石屑=1：2.5：1.5，使用不低于 325# 的水泥，中粗砂，石屑直径 3～5mm，速凝剂型号为J85型，掺入量一般为水泥重量的2%～4%，喷拱取上限，速凝剂必须在喷浆机上料口均匀加入，初喷必须紧跟迎头，初喷厚度不小于10mm，初喷结束确认顶板牢固后，然后进行永久支护。

（3）永久支护工艺。拱部锚杆采用MSGLW-500左旋无纵肋螺纹钢加工，直径Φ20mm，长度为2800mm；帮部锚杆采用MSGLW-500左旋无纵肋螺纹钢加工，直径Φ20mm，长度为2100mm。金属网采用Φ6.5mm钢筋焊接或编织，规格为：2200×900mm。顶板岩石坚硬时，每组打5根锚索，锚索间排距1.5×2.0m，锚索长度6.0m，直径为22mm。每根锚索使用2支MSCK2370树脂锚固剂，使用矩形锚索盘、T型钢带加强支护，沿巷道掘进方向每两个锚索使用一条钢带，间距1.5m，排距2.0m。巷道顶板破碎地点锚索在拱部按“2-1-2”五花布置中间补打一组锚索加固顶板，锚索长度6m或8m，直径为22mm，使用矩形锚索盘、T型钢带加强支护。

（4）矸石运输及充填工艺。采掘矸石由皮带输送机运至南翼矸石仓集中装车，由蓄电池电机车拉运至1112矸石仓，通过翻矸装置进入矸石仓，经皮带输送机运送到1112矸石充填巷进行充填。同时地面矸石也可通过副井进入充填运输系统，实现地面矸石充填。

充填矸石运输路线

（5）工艺流程。交接班、检修设备、找线→截割拱部→临时支护、永久支护→找线→截割底部（煤）→永久支护→喷浆→质量检查、检修设备→进入下一个循环。

三、效益情况

1．南翼集中皮带巷总长2300m，综掘延米单价（包括材料、电费、人工等）较炮掘节省3000元/米，全巷道综掘可节省费用690万元；同时掘进效率提升1倍，原计划32个月的工程期限15个月完工，隐性效益不可估量。

2．将普通全面掘进机用于全岩快速掘进，替代了传统的炮掘工艺，不仅掘进生产效率大幅提高，而且大大降低了职工的劳动强度，改善了炮掘产生的粉尘浓度，为职工井下施工提供了良好的工作环境。

3．采用EBZ160型普通全煤掘进机进行全岩综掘，实现了临矿集团全岩综掘零的突破，为后续推广全岩综掘工艺起到示范作用。

四、小结

为了提升掘进效率，推进矿井工业3.0+改造升级计划，新驿煤矿南翼集中皮带巷 （岩巷），采用EBZ160型普通全煤掘进机掘进，并采取破岩辅助措施有效提高掘进效率，替代了传统的炮掘工艺，在大幅提升掘进生产效率的同时，也有效降低了职工的劳动强度，改善了职工井下施工工作环境，整体效益显著，为类似岩性全岩综掘工艺施工提供了良好参照。