复杂地质条件下综掘机拐弯

复杂地质条件下综掘机拐弯技术

邓伦著

（淮北矿业（集团）公司海孜煤电公司，安徽淮北 235147）

摘要：复杂地质条件下EBZ220型掘进机拐弯86°，采用人工出货配合综掘机及刮板输送机一次成巷，同时施工4m×3m巷道作为抹角斜切巷道4m，在拐弯巷道安装一部刮板输送机，拆除综掘机二部运输机，综掘机带一节二部输送机配合刮板输送机出煤，完成拐弯施工。

关键词：复杂地质综掘机拐弯施工技术

0 引言

海孜煤电公司位于淮北煤田临涣矿区北部，井田被落差为100～300m的吴坊断层切割成两个区，即三角区（西部井）和东西区（大井）。三角区在平面上呈三角形，另外两边分别是落差在1000m以上的大马家断层和落差在500m以上的大刘家断层。西部井于2001年建成投产，自成体系独立成井。生产中，中小型断层极其发育，巷道揭露断层密度高达3.9条/百米，实施三维地震勘探，共发现3m以上的断层153条，独立断点25个，组合断层最大延展长度近700m，断层密度30条/Km2。现施工巷道位于西部井1033工作面，由于地质条件复杂，掘进施工难度大，进度慢，严重影响矿井生产接替，面临接替极其紧张局面，公司决定对1033工作面采用综掘机掘进，无疑对矿井的安全生产和效率的提高有重要的意义。

面临生产接替极其紧张情况下，在施工到1033综采切眼开窝位

置时，需掘进机继续打导硐施工，这就意味着掘进机需要原地回转86°角进入导硐方向，而导硐的宽度仅为 3.5m，此时突然遇见一条落差5m的正断层，将煤层抬高至巷道顶板，无疑综掘机拐弯施工难度非常大，且为我公司第一次实行综掘机拐弯施工导硐，经过仔细研究现场实际情况，结合掘进机现有尺寸及性能，摸索出适合自身特点的拐弯施工方式。

1、施工基本条件

1.1 综掘机类型

综掘机为上海创立矿山设备有限公司生产的EBZ220型悬臂式掘进机，总体布置合理，强度高、刚性好，内部维护操作空间大；工作臂长，摆动角度大，适应范围广；整机重，重心低，切割稳定性好；整机卧底量、抬高量及地隙大，变坡能力强，调动灵活方便。

图1 EBZ220悬臂式掘进机

外形尺寸长×宽×高=10.4m×3.20m×1.72m,

1.2 地质概况

工作面位于西部井东北部，上区段与1031回采工作面隔F1断层相望，下区段为1033（下）工作面（尚未准备），浅部到-236m回采

上限，外部到工业广场保护煤柱，为103采区第二个工作面，煤层为10煤，厚度为2.03～3.83m ，平均2.80m ，工作面顶板岩性变化较大，以粉沙岩为主，其次为泥岩及砂岩；伪顶为碳质泥岩，厚度为0—0.3m ，直接顶为泥岩和粉砂岩，厚度为1.1—1.4m ，老顶为泥岩和细砂岩，厚度6.7—15m ，其中顶板以上0.3—3.7m 处有一层不稳定的煤线，厚度0.3m 。 1.3支护方式

由于地质条件的限制，切眼开窝点突遇断层，且煤层抬高到棚梁以上4m ，交叉点采用锚网索支护很难满足要求，因此在施工中采用架棚支护，1033工作机巷采用棚梁3.8m ，净高2.6m ，1033综采导硐切眼规格为净宽3.5m ，净高3.6m 。因综掘机拐弯跨度大，扶抬棚后采用架梁长3.8m 棚施工导硐切眼长7m 、抹角斜切巷道4m 作为过渡棚，对所用插梁及过渡棚全部采用φ17.8L9000mm 锚索配合11#工字钢按间排距1000mm ×2000mm 布置对顶板加强支护。见图2

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3800

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2000

1000

1000

2000

掘进方向

1033机巷

掘进方向

1033导硐切眼

抹角斜切巷道

(后期刷大切眼)

1000100010001000

10001000

图2.锚索加强支护布置示意图

图例：

φ17.8mmL9000mm锚索

7000

5000

1.3 特殊措施

由于地质条件复杂，施工锚索加固时发现顶板以上6m 全是泥岩，将原定φ17.8L6000mm 锚索改成φ17.8L9000mm ，每根锚索使用1卷K2335及2卷Z2335型树脂药卷锚固，为“安全第一，预防”为主，综掘机拐弯前选用现场经验非常丰富的班队长担任拆除棚腿任务，选技术熟练水平高的司机开综掘机，同时在综掘机上用半圆木搭#型木垛紧贴棚梁，预防顶板垮落时给综掘司机留有撤离的空间。

2、拐弯施工工艺 2.1 拐弯施工方式

由于地质条件复杂，我们采取人工出煤开门，将综掘机退后拨门

位置10-15m ，采用放炮掘进，将综掘机开到拨门位置后人工配合综掘机出货，施工导硐切眼7m 、抹角巷道5m 后将综掘机二运拆除，拐弯巷道掘进10-15m 后安装一部刮板输送机，完成拐弯施工。

2.2 拐弯运行轨迹

A

B

C

D

E

F G

a

b

c

d

e

f g 1033机巷

1033综采切眼

4000

7000

4000

4000

图3.掘进机拐弯运行轨迹示意图

先将综掘机退至A 点后沿a 线所示方向掘进到巷道左帮位置后，

再将综掘机退至B点后沿b线所示方向掘进到巷道左帮位置，按此方法依次掘进，最终将综掘机运行到预定位置。

3.经济效益分析

过去我公司所施工综掘巷道遇到拐弯时，都采取放炮掘进，综掘机拆除，1033综采切眼倾角达18°巷道几乎半煤岩，采取掘进机掘进，实现小班进尺8棚，日进最高16.8m的记录，平均月进300m，而炮掘日进4m，平均月进90m，切眼长161m，根据目前我公司炮掘单进水平，实行综掘施工要比原计划提前28天实现切眼贯通，节约工时达1008个，节约工资达13.1万元，由于公司生产接替极其紧张，为工作面提前安装投产赢得了宝贵的时间，为公司安全生产创造了有利的条件，为公司创造的效益巨大。