井工煤矿岩巷综掘系统安全集成优化探讨

薛文和

摘要：随着中国经济的不断发展和科学技术的进步，煤矿岩巷的掘进技术不断更新和发展。提高巷道掘进水平是煤矿企业现代化的关键，也是集约化和可持续发展的关键。本文将讨论煤矿岩巷综掘系统安全集成优化探讨

关键词：岩巷综掘；系统；集成；优化

1概况

淮河能源集团煤业分公司下属谢桥煤矿开拓一区212队施工的2131（3）底抽巷，全长2770m,直墙半圆拱，锚网喷支护。该开拓头面机械化、信息化程度高，较好的提高了单进，降低了职工体力。

该头面迎头割窑采用凯盛重工EBZ260H掘进机，割窑完成后掘进机后退检修，两臂液压锚杆台车前开到迎头进行顶板临时支护和帮顶永久支护。帮部最下两根锚杆难使用风锤施工。割窑过程中采用KCG-500D矿用2ⅹ55KW干式除尘风机，总除尘率大于99.5%。采用DQD25(A)气动单轨吊吊挂在顶板上动态挪移。采用DSJ800/2ⅹ75KW皮带机两部采用集控出货，其中皮带机尾为淮北众泰DJWZY800-1000型号自移式机尾。采用华泰WPZ-37/600挖掘机进行辅助挖水沟和钉道。采用SQ-110/132KW无极绳运输供料。采用P-90B耙矸机和CDXT-5(J)电机车出货并建有25m长ⅹ2.5m宽ⅹ1.8m高，容积112.5m³的矸石仓。

该头面自2019年10月拨门施工以来各项设备陆续投入使用，经过9个月的磨合使用，总结出了较多有益的经验和好的做法，也凸显了一些不足。

2 优点

通过加宽巷道(毛断面5.4m,净断面不小于5.2m)和缩小掘进机铲板（正常为3.6～3.9m，该面采用3.3m）的方式保证掘进机后退靠皮带机一侧帮后，液压锚杆台车可以从另一侧开到迎头支护。

充分利用了液压锚杆台车的优点，减少了临时支护时间和迎脸防护问题；降低了锚杆、锚索施工时的噪音且为安装锚杆、锚索提供了可升降的安全平台。

锚杆台车支护时掘进机可在后方全面检修，采用自移式机尾不用开动掘进机拉机尾，迎头不用撤人，增加了检修和支护时间。

采用干式除尘风机代替湿式除尘风机，降低了水耗，总除尘效率超过99.5%，工作噪音≤85dB。

通过在顶板上安装2～3组可动态挪移的高效喷雾系统（高分子纳米喷雾），代替防尘帘，既克服了防尘帘挪移麻烦的缺点，又减少了因打运系统内安装防尘帘对无极绳跟车人员视线影响和来回开防尘帘门的麻烦，包括激光也不再受遮挡影响，既安全又高效。

局扇群供电点、无极绳车场、迎头皮带机尾、各转载点、迎头均安装有可视化探头，在地面电脑上就可以监控现场安全施工状况，综掘机二运处安装了过人红外报警断电系统，提高了信息化、可视化、自动化水平。

3不足

迎头掘进机和液压锚杆台车共同完成割窑、出货和支护，多了一台液压锚杆需维护，巷道要加宽，铲板要变窄且挤占迎头有限使用空间。另外，因决定使用锚杆台车，在尽量不加宽巷道的要求下，总金额近铲板宽度从3.6～3.8m降至3.3m，造成出货时要多动机身，否则两帮货出不净，出货时间变长。

干式除尘风机需用单轨吊吊挂在顶板上，需要打吊挂锚杆，悬挂在头顶上即有掉落风险又挤占迎头有限空间且多了一套设备需维护。另外，因单轨吊吊挂干式除尘风机，要保证综掘机二运出杆和前后动时不能刮到干式除尘风机，巷道高度必须保证4.4m以上，造成多出巷，增加割窑时间和出货系统压力。

矿用挖掘机虽然有利于挖水沟和钉道，但是出货时易造成皮带跑偏，洒货严重，加剧皮带头损坏；出货时需警戒，并看护电缆，挤占迎头堆料空间。

4 优化方案

根据以上施工中反映出来的优缺点，为了确保安全，集成机械设备，提高人机工效，优化施工方案如下：

4.1 掘机机（含前探支护系统、两臂或者四臂液压锚杆支护系统、可伸缩炮头）割窑、出货、支护，辅助挖水沟和钉道+高效喷雾系统降尘减尘。

4.1.1适用条件

中等硬度及以下煤、半煤岩、岩巷掘进巷道。

4.1.2目的

通过掘进机自带前探支护系统，减少人工打点柱进行临时支护和迎脸防护时间（迎头高度低于2.5m时不用进行迎脸防护）；再通过集成两臂或四臂液压锚杆支护系统，省去锚杆台车。

通过可伸缩炮头，加快帮部钻场和硐室施工，可在割窑时底板多割深200mm,尤其水沟处多割400mm，则可直接钉道，省去挖道板窝，直接打水沟，从而省去矿用挖掘机。

通过在顶板上安装2～3组可动态挪移的高效喷雾系统（高分子纳米喷雾）并配合掘进机外喷雾（内喷雾易坏），可达到岩巷综掘除尘要求，从而省去干式除尘风机；因为不用干式除尘风机，单轨吊也就省去了。如此，既减少悬在头顶上的安全隐患，又省去了两台较大的设备，为迎头腾出更多空间；尤其用单轨吊悬挂除尘风机时，易遮挡激光，造成中线偏差，不利于施工和质量标准化管理。

4.2 掘进机（含前探支护系统、两臂或者四臂液压锚杆支护系统、高效喷雾系统）割窑、出货、支护+矿用挖掘机辅助挖水沟和钉道+高效喷雾系统降尘减尘。

4.2.1适用条件

中等硬度以上岩巷掘进巷道。

4.2.2 优化方案原因

因中等硬度及以上岩层综掘施工时震动剧烈极易造成伸缩炮头损坏，故应取消可伸缩炮头。

注意：割窑时一定要多割深200～400mm，既方便钉道和挖打水沟，又可防止后期底鼓造成卧底，人工干返工活。

4.3 掘进机割窑、出货+锚杆台车支护+矿用挖掘机辅助挖水沟和钉道+高效喷雾系统降尘减尘。

4.3.1适用条件

坚硬岩巷掘进巷道。

4.3.2 优化方案原因

坚硬岩层综掘施工时掘进机机身会长时间剧烈震动，自带的前探支护系统和液压锚杆系统的油管和连接件极容易损坏，可伸缩炮头更易损坏；因而取消掘进机的可伸缩炮头、前探支护系统、液压锚杆支护系统更有利于降低成本，减少机械设备事故率。另外，掘进机每小班割窑完成后退后，检修工可在迎头支护时拥有足够的时间发现问题、解决问题。

5 总结

“机械化换人、自动化减人”理念必须在煤矿企业深入和加快推进。作为煤矿生产一线科区管理人员，立足生产和安全管理实践追求高效集成，为安全生产创造有利空间，为高效生产争取更多时间，调高设备通用性和完好率，为企业创造更多的经济和安全效应。

参考文献：

[1]郭飞.浅谈岩巷综掘机在快速掘进中的实践.社会学,2014-11.

[2]李玉峰.岩巷综掘快速掘进技术探讨.工程地质学,2020-08.

[3]胡安星陈旭耿庆敏.浅论岩巷综掘快速掘进技术方法.建筑设计及理论,2018-12.

[4]李长胜.综掘机在煤矿岩巷掘进中的应用分析.建筑设计及理论,2019-11.