浅谈综掘工作面掘进施工技术

王伟 赵立瑰 赵艳军

摘要：综合机械化掘进机（简称“综掘机”）已在大型现代化煤矿矿山中得到广泛应用，并能大大提高掘进速度和功效。本文以中煤平朔井工三矿34203工作面主运顺槽施工为例，浅谈综掘工作面掘进施工技术，以期对有色金属矿山、软岩隧道中的应用有所借鉴。

关键词：综掘机;掘进;施工组织

1.前言

综掘机施工一般在岩石硬度系数f≦8的中硬及以下巷道掘进施工中发挥效能，在大型现代化煤矿矿山中应用较为广泛[1-3]，当现场条件符合，在有色金属矿山、软岩隧道[4-5]中也可投入使用。综掘与炮掘施工在工作面布置、施工组织、工艺与流程均有所差异，本文以中煤平朔井工三矿34203工作面主运顺槽施工为例，浅谈综掘工作面掘进施工技术。

2.工程概况

中煤平朔集团井工三矿位于山西省朔州市平鲁区，矿井面积18.0016km2，设计生产能力1000万吨/年，是国有大型现代化矿井。矿井分一、二两个采区，主采煤层为4煤、9煤、11煤。其中4煤煤层平均厚度11.75m，煤层倾角0°～15°，硬度系数f为1-3。煤层顶板为砂质泥岩、粉砂岩，底板为粉砂岩。34203工作面位于4煤二采区西侧，主运顺槽预计施工长度1490.5m，断面为矩形断面：宽×高=5.2m×3.5m，断面面积18.2m2，采用EBZ-200型综掘机沿煤层底板施工。

3.特点及适用范围

综掘机截割煤岩属于物理方法，具有如下特点：1截割速度快，可以实现掘进、运输連续作业，大大提高生产效率;2缩短建设施工周期，降低施工成本;3成巷质量高，巷道成型更易控制;4减少因围岩稳定性较差而造成安全事故发生率;5无有毒气体，节能、环保。

在煤巷、半煤岩巷以及岩石硬度系数f≦8的巷道掘进施工中生产效率高，截齿消耗低，可以发挥最大效能，在不利施工条件下，安装高强截齿截割硬度可到f10。综掘机可截割纵向工作坡度≤±18°的斜坡道、斜井。

4.主要结构及工艺原理

EBZ200型综掘机，综合了截割、装运、除尘、自身行走等多种功能，主要由截割机构、装载机构、运输机构、行走机构、机架及回转台、液压系统、电气系统、冷却灭尘供水系统以及操作控制系统等组成，见图1。

综掘机通过旋转截割部，使截割头上截齿与岩石在压力作用下发生碰触，利用物理作用把岩石从围岩母体中剥离出来，再利用综掘机上铲板、星轮、第一运输机、第二运输机等配套设施把剥落的煤岩从掘进面转送至皮带上，由皮带把煤岩从迎头运出。详细参数见表1。

5.工作面布置与配套设备

工作面内顺槽皮带、风水管、电缆、信号线、风筒等均布置在巷道右帮，如图2所示。

采用合理的配套运输方式是提高功效的重要因素，本巷采用如下配套完成原煤运输作业：

EBZ200综掘机一运刮板→二运桥式转载机→34203主运顺槽SSJ-1000胶带运输机→主运大巷胶带运输机→主井煤仓，见图3。

6.施工组织及工艺流程

6.1施工组织

34203主运顺槽施工时，采用“三八制”作业，两个半班生产：早班先检修后生产，中、夜班正常生产。在顶板完整的情况下，采用“一掘三锚”的循环方式，循环进尺为3m，最大空顶距3.3m，最小空顶距0.3m，最大空帮距5.3m;早班为一个循环，夜、中班为两个循环;顶板破碎或不完整的情况下或过断层带必须严格执行“一掘一锚”的循环方式。

6.2工艺流程

（1）交接班、质量验收：现场交接班，验收上一班工程质量，发现隐患及时处理。确认无隐患后再生产。（2）“敲帮问顶”、检查瓦斯：严格执行“敲帮问顶”制度，要用2m以上专用长柄工具处理掉顶帮活矸、危岩。严格检查好作业地点20m范围内瓦斯情况，瓦斯浓度大于0.8%严禁作业。（3）打超前短探：按矿井要求施工超前短探，无异常情况方可继续施工。（4）截割、装载：采用EBZ-200型掘进机进行截割，通过掘进机铲板、扒载到掘进机运输机上。由于巷道较宽，选择从巷道中间进刀掏窝槽，进刀深度为截割头三分之二为宜，EBZ-200型综掘机截割头长1200mm，每循环进刀为800mm。按照“之”字线路从中向左由底向顶依次进行切割，巷道左半部切割完成后，从中向右由底向顶依次进行切割，巷道右半部切割完成后，刷帮使巷道成形。截割方向如图5所示。

（5）运输：通过掘进机一运刮板、二运皮带转载至SSJ-1000皮带机，通过外部煤流系统将煤运出。（6）临时支护：临时支护采用吊环插杆式，上吊环的锚杆螺纹长度不得小于20mm，采用两根插杆，迎头插杆要横铺两块厚度不小于50mm、宽不小于100mm的大板，大板距两帮的距离不超过500mm。（7）永久支护：按照巷道支护要求，分别进行顶锚杆、帮锚杆、锚索、铺联网作业。（8）清理：清理浮煤，收拾工具。

7.结语

综掘机的应用提高了井巷掘进的机械化程度，减少了人员的劳动强度，提高了施工的效率。为快速掘进创造了条件，但同时也对综掘机质量、施工队伍的维修与管理水平提出了更高的要求。

参考文献：

[1]冯彦伟，张华芬，刘景超.综掘机在半煤岩巷道中的推广应用[J].煤矿机械，2007，28（09）：164-166.

[2]周仕来，刘勇，杨勇，etal.EBZ-160型综掘机的实践与应用[J].煤矿机械，2010，31（08）：191-193.

[3]罗习.提升综掘机掘进效率的研究与探讨[J].内蒙古煤炭经济，2016（17）：41-42.

[4]关则廉.悬臂式掘进机在地铁工程暗挖隧道施工中的应用[J].现代隧道技术，2009，46（05）：73-75.

[5]欧兵，何波，廖梓屹.悬臂式掘进机在武引二期工程隧道施工中的应用[J].四川建材，2017（04）：176.