液压钻车作业线在硬岩巷道快速掘进中的应用

液压钻车作业线在硬岩巷道快速掘进中的应用

刘豹

淮河能源控股集团煤业公司谢桥煤矿，安徽淮南 232001

摘要：随着采煤机械化程度的不断提高及采煤新工艺的推广应用，矿井采掘持续的紧张局面越来越突出。而岩巷综合机械化水平不高,单进一直无法得到提高，严重制约工作面的准备时间，采掘衔接紧张的问题日益凸显。如何利用新设备和技术，提高掘进速度，实现安全快速掘进，是值得人们进行探索和研究的问题。本文对液压钻车作业线在硬岩巷道掘进中的应用进行了具体分析和总结，值得推广和借鉴。
关键词：液压钻车；硬岩巷道；快速掘进

传统大断面硬岩下山施工中，采用多台气腿式风动凿岩机人工打眼，施工流程所用的机械构造简单，可靠性较强，且方便维修，投资较少，但是一系列流程需要用到较多的人工劳动力，施工时间较长，导致劳动效率底下,月进尺低,严重影响岩巷掘进速度，达不到进一步掘进高效的要求。我们总结了谢桥煤矿组建的液压钻车作业线，大断面硬岩下山巷道施工中采用液压钻车作业线,具有非常显著的优势，改变了大断面硬岩下山巷道施工长期人工打眼、用工多、效率低的局面。液压钻车结构紧凑、外形尺寸小、节约能源、噪声低、功能多、效率高。

1工程概况
  谢桥矿某巷道设计长度1200m，巷道支护断面5.2m（宽）×4.2m（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。
  2施工装备及工艺
  2.1施工装备

主要装备有CMJ2-30型液压钻车、P-90型耙矸机、DSJ-800/2×75型皮带机、MQT-120 型锚杆钻机、YT-28型风动凿岩机、JSDB-16AY型液压绞车及CDXT-5(J)型电机车。

2.2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实施方式

组建液压钻车+耙矸机+皮带机+组合式水平矸石仓+新型液压绞车（辅助运输）作业线。采用液压钻车按照点好的眼位进行打眼，装药前退出钻车至安全地点。放炮后进行顶部临时支护，然后进行拱部永久支护。耙矸机进行倒矸、出货，两帮打锚杆进行支护，最后喷浆成巷。巷道断面较大，矸石量大，为此建立了适合液压钻车作业线的快速排矸系统，即迎头采用耙矸机出矸，后接皮带机，在皮带机头建水平矸石仓（长度约30m，存矸量约100立方米），实现了矸石快速连续装运，提高了系统的排矸能力。
  4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1.8m、6个，二阶掏槽斜眼深度2.5m、4个,其它炮眼深度2.3m，增加三个中空眼深度2.5m。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2.1m,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。

5效益

5.1掘进效率

传统炮掘迎头需要采用4部风锤打眼，安排5-6人在迎头作业；采用液压钻机作业线，迎头仅需要2名钻臂司机和1名监护人员，大幅减小迎头作业人员。该巷道传统炮掘月单进在40m左右，采用液压钻车作业线月单进在50-60m左右，掘进效率大幅提升。

5.2安全效益

液压钻车机械化作业线的组建，避免了“贴身近战”，安全系数大幅度提高。一是施工人员远离迎脸作业，避免了炮掘打眼贴近迎脸作业带来的安全威胁；二是司机使用2部钻臂，避免了传统的风锤打眼迎头人员密集交叉作业的弊端，极大提高了安全系数。

6 液压钻车的优点

6.1 安全性高

使用 液压钻车钻 眼人员在迎面后5m位置操作，完全在支护巷道下操作，故操作人员安全性较 风动凿岩机施工高，自该机械化作业线投入使用以来，未发生打炮眼作业导致的人身伤害事故。

6.2 用时少

采用液压钻车打炮眼（双臂），打眼快，目前液压钻车打炮眼74个约需100分钟。1.5米/分，打眼环节用时少，相对于过去的凿岩机效率高2倍以上，钻车可一次打全炮眼，不需要打交班眼，能够真正意义上的完成一循环作业。

6.3大循环作业

由于该钻车钻杆可配套使用最长为3150mm 钻杆，因此，可一次性爆破进尺2400mm 以上，而使用风动凿岩机钻孔，最多能进尺1600-1800mm，因此使用液压钻车施工增加了循环进度，提高了生产效率。

6.4 降低劳动强度

劳动强度低，钻炮眼用工少风动凿岩机钻炮眼需4部凿岩机7人。目前，凿岩钻车钻眼只需2人，边打眼边观察周围岩性变化。节省人员可从事其它工作。击应力平缓，传递效率高，钻杆和钻具能节省15％--20％。所有运动状态都在液压油中进行，润滑条件好，延长设备使用寿命。
6.5 职业危害小

粉尘少，噪音低，环境舒适度较风动凿岩机施工高由于液压凿岩不必排出废气，因而没有废气所夹杂的油污所造成的对环境的污染，提高了工作面的能见度，改善了操作环境。液压凿岩除金属撞击声外，无废气排放声音，故比风动凿岩噪声可降低5-10 分贝。

7 结束语

液压钻车作为自动化程度较高的支护设备在现场应用过程中,工人的劳动强度明显降低,施工速度、施工质量都有了大幅的提高,但是选用液压钻车的巷道必须满足的条件很多,特别是巷道的高度必须满足，底板无大块矸石，底板坡度保持一致。施工单位加强出货，保证迎头高度；优化爆破参数，合理布置炮眼，从源头解决大矸石的产生，减少平底工作量，保证了底板坡度基本一致，从而解决了液压钻车进出困难的问题，特别是易下滑、后退困难的问题。下山施工液压钻车连续打眼用水量较大，极易造成迎头积水，施工期间加强下山迎头排水，避免了液压钻车在迎头陷机子的问题。

参考文献：

[1]朱占虎.大断面岩巷钻车作业线快速掘进施工技术[J].煤炭科学技术,2007(9):40-42. 

[2]李建民,章之燕,于景泉.快速高效机械化综合配套作业线在大断面岩巷施工中的应用[J].煤矿机电,20

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