全断面硬岩掘进机在淮南矿业集团的应用

全断面硬岩掘进机在淮南矿业集团的应用

摘要：淮南矿业集团作为华东地区最大的煤炭基地，在掘进机的选择方面一直

秉承“先进、适用、集成、经济”的装备选型配套原则，全面落实以市场为导向、

以效益为中心、全面从严从紧的管理思想，盘活存量，按照系列化、成套化、通

用化的要求。

关键词：淮南矿业集团；煤炭；掘进机

1.工作原理

煤矿全断面硬岩掘进机（Tunnel Boring Machine），利用旋转刀盘上的滚刀挤

压剪切破岩，通过旋转刀盘上的铲斗齿卷起石渣，落入主机皮带机上向后输送，

再通过连续皮带机运走。适合岩石强度 60～160 MPa，断裂带、破碎带少，稳定

性好，基本无水的煤矿巷道施工，可以较好的解决煤矿硬岩巷道的快速施工问题。设备由刀盘、驱动、护盾、大梁、撑紧推进机构、后支撑机构、后配套拖车等主

要构件组成，设有出渣系统、防尘系统、支护系统、物料输送系统、导向系统、

液压系统、润滑系统、冷却系统、电气系统等[1]。

2.不同工作面的配套要求

2.1岩巷综掘作业线

适用条件：长度大于500m，断面≥14m2，岩石坚硬系数≤6，坡度±150以内

的砂质泥岩及泥岩巷道。配置标准：标准配置EBZ260综掘机，除尘风量

≥500m3/min的除尘风机，胶带机（带宽800mm/1000mm），变频调速无极绳绞

车（牵引力90KN/120KN）。选配：机载临时支护、履带式液压锚杆钻车、机载

锚杆钻机。

2.2岩巷液压钻车作业线

适用条件：长度大于400m，断面≥14m2，岩石坚硬系数≥6，坡度±100以内

的砂岩、灰岩巷道。配置标准：标准配置CMJ2-30液压钻车，耙矸机（P-60/P-90），喷浆机（PZ-6、PZ-7型及湿式），胶带机（带宽800mm/1000mm），变频

调速无极绳绞车（牵引力90KN），选配蓄电池式电机车（5t/8t）。

2.3岩巷炮掘机械化作业线

适用条件：断面≥14m2，岩石坚硬系数≥6，坡度±100以内的砂岩、灰岩巷道。配置标准：标准配置钻装机，胶带机（带宽800mm/1000mm），喷浆机（PZ-6、PZ-7型及湿式），变频调速无极绳绞车（牵引力90KN），选配蓄电池式电机车

（5t/8t）。

3.案例说明

3.1岩巷综掘线

张集矿14126工作面高抽巷综掘作业线，平均月进尺260米以上，其中2011

年10月份月进尺389米。

3.1.1工程概况

巷道设计长度1420米，支护断面4.4米（宽）×3.0米（高），锚索网支护。

巷道布置层位主要为砂泥岩互层、砂岩、泥岩。

3.1.2施工装备

使用三一重装EBZ-200H型国产岩巷综掘机综掘施工，多级皮带机排矸，无极

绳绞车运输辅助材料。

强化地质保障。提高地质预报准确率，施工中坚持“边探边掘”，准确掌握巷

道顶（底）板一定范围内岩性情况，选择适宜层位利于综掘施工。支护参数优化。根据巷道顶板岩性，合理选择支护形式及参数，实现支得快、支得省。皮带系统

的改进。对变坡点处的H架采用钢丝绳将H架吊起或使用加长的H架；增加防跑偏及压带装置，加大了皮带与托辊的接触面，减小了皮带在下变坡点易飘、易偏

的现象，防止了矸石的掉落[2]。

3.2液压钻车作业线

新庄孜矿-812m 66313底板巷液压钻车作业线，2011年平均月进尺90米以上，单循环单进在2.0米以上，其中2011年8月份实现月进尺120米。

3.2.1工程概况

巷道设计长度1100米，巷道支护断面4.8米（宽）×3.9米（高）,支护形式为锚喷网支护，Φ20×2200mm高强锚杆，锚杆间排距700mm×700mm，喷厚

100mm。巷道层位岩性为中粗粒石英砂岩，硬度系数f=8～10。

3.2.2施工装备及工艺

施工装备：使用CMJ17液压钻车打眼，ZCD—60R型侧装机辅助装岩及平底，PB-90耙矸机+电机车排矸。工艺流程：安全检查→倒、出矸→侧装机平底→液压

钻车进至迎头→钻车打眼→挂防护网→找顶、清底→扫眼、装药、联线→警戒、

爆破、通风→安全检查→顶部锚网支护→喷浆。

3.2.3主要技术措施

优化爆破参数及装药方式等。采用中深孔爆破技术，双楔形斜眼掏槽，一阶

掏槽斜眼深度1.8米、6个，二阶掏槽斜眼深度2.5米、4个,其它炮眼深度2.3米，增加三个中空眼深度2.5米。采用高威力水胶炸药,反向装药。应用光面爆破技术，提高打眼质量。使用炮泥机制作炮泥，提高炮眼封堵质量。单循环进尺为2.1米,

炮眼利用率达到91%以上。合理选择支护参数。根据全断面砂岩，岩性坚硬且整

体性好的围岩条件，拱部锚杆间排距为800mm×800mm，帮部为900mm×900mm。对设备进行技术创新。改进电缆拖动方法，采用“滑轮+慢绞”电缆拖动法，实现了电缆自动滑行，解决了传统电缆拖动方法存在的问题和减少了用工。对液压钻车

部分零件加以改进，为便于现场操作方便，对操作手柄方向及位置进行了改进，

将左、右臂供水系统方式改为各自单独供水，还对液压凿岩机经常出现问题的侧

注水和蓄能器进行了改进。

3.3传统炮掘作业线

张集矿17256底抽巷炮掘作业线，平均月进尺190米以上，其中2009年5

月份月进尺270米。

3.3.1工程概况

巷道设计长度1890米，巷道支护断面3.5米（宽）×3.0米（高），支护方式

为锚梁（索）网支护，φ20×1800mm锚杆，间排距是800mm×800mm，顶部是

M3钢带，L=3400 mm，锚索规格是φ18×6300mm，按2-0-2布置。巷道岩性较稳定，主要为砂质泥岩、砂泥岩互层。

3.3.2施工装备及工艺

施工装备：采用YT-28气腿式风动凿岩机打眼，MQT120锚杆机打拱部锚杆，P-60B耙矸机+皮带机+落地矸石仓+1.5T矿车出矸。工艺流程:打上部眼→倒矸→打

帮部锚杆挂网→打下部眼→装药联线→放炮→敲帮问顶→打顶部锚杆挂网。帮部

其余锚杆在停头成巷期间一次性补打，非皮带机一帮锚网可滞于耙矸机后补打。