大倾角暗斜井综合机械化施工配套方案在红二煤矿的应用

大倾角暗斜井综合机械化施工配套方案在红二煤矿的应用
发布时间：2021-01-15T07:24:08.118Z 来源：《中国科技人才》2020年第23期作者：叶景辉聂新玉[导读] 随着我国东部地区煤矿逐步向深部开采，多数煤矿采用了暗斜井的方式向深部延伸，而暗斜井大多采用大倾角设计。

由于大倾角暗斜井不利用施工企业快速施工，因此进行大倾角暗斜井机械化配套施工研究，实现大倾角暗斜井安全、高效、快速施工将会产生巨大的经济效益和良好的社会效益，应用前景广阔。

中煤第七十一工程处有限责任公司安徽宿州 234000
摘要：随着我国东部地区煤矿逐步向深部开采，多数煤矿采用了暗斜井的方式向深部延伸，而暗斜井大多采用大倾角设计。

由于大倾角暗斜井不利用施工企业快速施工，因此进行大倾角暗斜井机械化配套施工研究，实现大倾角暗斜井安全、高效、快速施工将会产生巨大的经济效益和良好的社会效益，应用前景广阔。

关键词：综合机械化；大倾角暗斜井；快速施工
1.工程概况
宁夏红墩子煤业有限公司红二煤矿位于红一煤矿东4公里处。

红二煤矿设计生产能力为2.4Mt/a。

矿井采用立井开拓方式，主、副、风井位于同一工业场地，主、副、风井井口标高分别为+1220m、+1219.5m、+1220.5m；副立井、回风立井井筒落底至+515m水平，主立井井筒落底至+670m，主立井井筒及与+770m水平井底车场已完成施工，副立井井筒及与+515m水平井底车场已完成施工，
采用综合机械化施工的11采区胶带暗斜井是连通+770m和+515m水平的暗斜井，长度825m，倾角19°净宽5.4m，净高4.7m，荒宽5.7m，荒高4.95m，巷道设计为锚网喷+锚索联合支护考虑。

锚杆采用φ20×2000mm普通螺纹钢树脂锚杆，锚杆间排距800×800mm，锚杆锚固剂采用2卷Z2370树脂锚固剂，锚固力应不小于50kN，杆体未加工部分应采取防腐处理。

钢筋网采用直径φ6.5 的圆钢焊接而成，网孔100×100mm。

锚索采用φ17.8×7000mm的钢绞线，每排三根，间排距2.4m,锚索锚固剂采用3卷Z2370树脂锚固剂。

躲避硐支护采用锚网喷支护，锚杆采用φ20×1600mm普通螺纹钢树脂锚杆，锚杆间排距800×800mm。

喷砼强度等级为C20。

2.矿岩稳固性
2.1本井田含煤岩系为石炭二叠系太原组（CPt）及二叠系山西组（Ps）。

总体构造形态为一向东倾伏的简单背斜构造，田构造复杂程度为简单构造。

井田构造复杂程度为简单，矿井为低瓦斯矿井，无突出危险，各可采煤层及顶底板无冲击地压危险，煤层为自燃煤层，煤尘具有爆炸危险性，井田水文地质条件中等。

2.2 水文地质情况：属于隐伏型矿井，井田主要可采煤层位于当地侵蚀基准面以下，地表水流不构成矿床充水因素，间接顶板古近系含水层，富水性虽然较好，尚不能造成直接充水条件，直接顶底板充水层为二叠系、石炭系基岩裂隙充水层，属弱—中等富水。

红二煤矿水文地质类型为中等，矿井正常涌水量值为319m3/h，最大涌水量为730.91m3/h。

工作面涌水量小于5m3/h。

2.3 11采区胶带暗斜井为全岩巷道，岩石硬度系数为3＜f＜6。

3.机械化配套方案
3.1 掘进及装运：采用佳木斯煤矿机械有限公司生产的EBZ-230型综掘机掘进，相关参数见下表。

5、综合机械化作业面施工进度管理
5.1 施工采用“三八制”作业方式，三个班生产，其中早班安排半个班进行设备的检修与维护；
5.2 每4个小时一个循环，每循环进尺掘进0.8m，每24小时5个循环，进尺4m，即月进尺：4×30×95%=114m，综掘机掘进正规循环图表见下表。

表5-1 综掘机掘进正规循环图表
6、机械化作业面施工施工质量管理
6.1质量目标：严格执行《煤矿安全生产标准化标准及考核评级办法》及国家有关规定、施工设计技术规范及安全考核办法，施工质量达到“合格”标准。

6.2、质量目标保证措施
6.2.1采用质量标准：严格按照设计和施工图纸施工，认真执行工程质量按《建筑工程施工质量验收统一标准》、《建筑工程施工质量验收统一标准》、《煤矿井巷工程质量验收规范》、《煤矿井巷工程施工规范》、《煤矿井巷工程质量检验评定标准》。

6.2.2巷道施工各分项工程质量检验评定标准
（1）掘进施工
宽度的允许偏差为中线至任一帮距：0～+150mm
（2）锚杆支护工程
锚杆杆体配件的材质、规格、结构、性能都必须符合设计要求。

锚杆安装牢固托盘密贴壁面，抗拔力试验最低值不小于设计值。

且锚杆间排距允许偏差±100mm，钻孔深允许偏差为0～+50mm，锚杆与井巷轮廓（或岩层层理）角度允许偏差≤15°，锚杆外露出托板长度≤50mm。

（3）喷射砼支护工程
喷射砼所用的原材料、外加剂的质量和配合比等必须符合设计要求。

净宽：中线至任一帮规格偏差0～+100mm；
净高：腰线至顶、底板规格偏差0～+100mm；
喷层厚100mm，抽查检测喷厚不小于设计表面平整度，每平方米内最大偏差≤50mm。

基础深度100mm，尺量检查允许≤10%；钢筋网与岩面间的喷厚不小于30mm，钢筋网外保护层喷厚≯40mm，≮20mm；观感质量：无漏喷、离鼓、裂缝、钢筋网外露现象。

漏水量符合设计要求和有关防水标准。

7、机械化作业面施工施工安全管理
7.1 通风（通风机、风筒、通风设施）管理
（1）局部通风机实行挂牌管理，牌板吊挂在局部通风机旁，并与局部通风机平行吊挂；
（2）局部通风机必须由班组长负责管理，按照规定检查局部通风机系统，及时填写局部通风机管理牌板；
（3）局部通风机的设备齐全，吸风口有风罩和整流器，高压部位有衬垫，通风机必须吊挂或垫高，离地面高度大于0.3m，局部通风机必须装有消音器；
（4）风筒接头严密，无破口，无反接头，软质风筒接头要反压边，硬质风筒接头要加垫，上紧螺钉；
（5）风筒吊挂平直，逢环必挂。

风筒拐弯处使用骨架风筒，防止风筒发生折曲，增大风阻，影响进风量；
7.2 综掘机操作施工管理
（1）司机必须经过专业技术培训，熟悉机器的结构、性能、动作原理，掌握设备的一般维护保养和故障处理知识，严格按操作规程准确、熟练地操作机器。

考试合格后持证上岗。

（2）司机和机电维修管理必须坚持使用掘进机上所有的安全闭锁和保护装置，不得擅自改动或甩掉不用，不能随意调整液压系统，冷却、降尘系统各部的压力。

（3）司机除应会熟练操作机器外，还应参与设备的日常检查和维护工作。

当发现掘进机有故障时，应及时停机，积极配合维修人员进行处理，并立即向班队长汇报。

（4）机器作业必须配备正副两名司机，正司机负责操作，副司机负责监护。

司机操作时必须集中精力，不得擅自离开工作岗位。

非专职司机不得擅自操作掘进机。

（5）掘进机在停止工作和检修以及交接班时，必须将切割头落到地板，并断开掘进机上的电源开关和磁力启动器的隔离开关。

（6）开、闭掘进机电气控制回路开关的专用工具必须由专职司机保管，司机离开操作台时，必须断开掘进机上的电源开关。

（7）开机前必须发出警报信号，只有在铲板前方和截割臂附近无人时方可开动掘进机。

一般起动顺序是：液压泵→胶带转载机→刮板输送机（装载机）→截割部。

（8）根据作业规程的要求，按机器操作顺序进行操作，熟记操作方式，避免由于误操作而造成事故。

（9）停机时间较长时，应将掘进机调整到巷道中间位置；停机时应将截割头缩回，将控制阀的所有手柄全部置于中位置，一般停机顺序是：截割部→刮板输送机（装载机）→胶带转载机→液压泵。

停机时应尽量将刮板输送机、胶带转载机上煤矸拉空。

（10）发现危急情况，可直接按动紧急停止按钮，此时全部电机停止运转。

7.3 锚杆台车安全操作措施
（1）非本台车专业操作者，不得操作台车，所有站在台车上工作的人员，必须佩带保险绳。

（2）在开机前必须认真检查各液压阀的操作手柄，必须处于中间位置。

（3）开机时要保证油箱油量足够，行走时必须检查履带是否涨紧。

（4）在每天工作前必须认真检查电缆有无损坏、破裂，电气元件是否正常。

启动前要通过轻微点动确认油泵转向，要确认所有控制开关能自由操作且均处于断开或中位，一定要将接水管接入外来水，压力范围1.5-2.0MPa。

保证油温的冷却。

（5）锚杆台车各部位动作中要充分注意，不要挤压电源线及其它管线。

（6）在锚杆台车行走过程中，不允许进行锚杆或锚索支护，并要求将机器各部收回原位。

（7）换钻杆时，台车司机要和换钻杆人员密切配合，严禁戴手套更换钻杆。

（8）本台车以液压为动力，液压系统较为复杂，操作人员应熟悉液压系统。

使用时，回转、推进、钻臂、行走机构以及其它辅助机构的工作压力不得超过液压系统的规定值，液压软管与本台车的连接应牢固、可靠，严防接头突然松脱或软管突然爆裂造成人员伤亡事故。

（9）在钻进作业时，要随时注意观测顶板及周围煤体（岩体）状况，防止顶板突然局部冒落或碎石下落、片帮等砸伤操作人员。

在钻进顶板锚杆孔和安装顶板锚杆时，更应注意顶板状况，严禁在直接作业的顶板下站人。

7.4皮带输送机操作安全技术措施
（1）司机必须经过培训持证上岗。

（2）胶带输送机必须保证自动化的完好，各种保护、急停和闭锁完好，每班接班后必须对自动化和保护进行检查。

（3）机头必须有完好的喊话器和电话。

（4）机头必须有完好的消防器材。

（5）严禁在皮带转动过程中清理滚筒下的矸石，严禁赤手调皮带跑偏。

7.5 机电设备管理
（1）所有开关必须上架；
（2）电缆吊挂距离底板不低于1.5m，电缆不应悬挂在风管或水管上，不得遭受淋水。

电缆上严禁悬挂任何物件。

电缆与压风管、供水管在巷道同一侧敷设时，必须敷设在管子上方，并保持0.3m以上的距离。

巷道内的通信和信号电缆应与电力电缆分挂在井巷的两侧，如果受条件所限：在巷道内，应敷设在电力电缆上方0.1m以上的地方，每100m挂一组电缆标牌。

8、施工机械化作业线与非机械化作业线施工对比
红二项目部胶带暗斜井前228m采用人工炮掘+人工支护锚杆+扒渣机装矸+皮带出矸施工工艺，施工工期为3个月，月平距进尺为76.3m，施工队人数为32人。

胶带暗斜井剩余597m改用综掘机掘进+锚杆台车支护+皮带出矸施工工艺，施工工期5个月月平距进尺为118.6m，施工队人数为25人。

9、结语
随着国家持续推进矿山施工企业机械化、智能化的国家战略，中煤矿山建设集团也加大了矿山施工装备的研发力度，相继联合三一重工、佳木斯矿山设备、常州威通，江西鑫通、徐州煤机厂等常见投入5000余万元进行矿山凿岩、支护设备、凿井设备的研发。

红二煤矿胶带暗斜井机械化配套施工是本次研发项目部之一，主要对特定巷道综掘机和锚杆台车配套方面进行设备改进，提高了在特定巷道断面下综掘机和锚杆台车的实用性，实际在施工过程中随着操作人员及管理人员的不断总结，取得了良好的经济效益。

我公司将将把施工经验推广到红二煤矿的其它暗斜井施工，为公司取的更大的社会及经济效益。

参考文献
【1】纪晓峰.综合机械化掘进工艺.北京：中国劳动社会保障出版社，2013.6.
【2】单世东.掘进与支护.北京：中国劳动社会保障出版社.2018.2.
【3】张寿显.浅谈煤矿机械化技术的发展与应用.科技与企业,2013,18.
作者简介:叶景辉（1972-），男，安徽宿州人，南京工业大学，工程管理，本科，中煤第七十一工程处有限公司，董事长。