浅谈机头硐室连采掘锚掘进工艺

浅谈机头硐室机械化掘进工艺摘要针对神东煤炭集团井下机头硐室掘进工艺复杂，关键词机头硐室机械化掘进工艺1、工程概述现就乌兰木伦矿63401运顺顺槽机头硐室掘进为例做一简要说明。63401运顺顺槽机头硐室宽6.1m，高5.35m，长60.18m。生产过程中，要求在机头硐室以外22.46m处开始留底煤以5°的坡度爬坡掘进，掘进至机头硐室段时平巷掘进。初次成型巷道宽6.1m，高3.5m，此时底煤厚度为1.85m。向前掘进60.18m到达设计位置，然后从开口沿底拉底煤，到达5.35m的设计高度，完成整个机头硐室。63401运顺顺槽机头硐室施工示意图2、机械化有利条件及技术特征目前神东煤炭集团掘进采用机械化设备有连采机、掘锚机、综掘机三类。而利用机械化挑顶掘进代替了原始的放炮挑顶，保障安全，提高了效率,节省了支护材料。目前就连采机、掘锚机两类设备作为机头硐室掘进最为简单。综掘机掘进大断面在工艺上较复杂，在此就不推荐利用综掘机掘进机头硐室。2.1地质条件连采机及掘锚机掘进适用于煤巷及岩石厚度小于600mm的半煤岩巷。煤层赋存均匀，倾角小于3°的煤层。2.2设备特征M-670型掘锚机主要技术特征表技术特征主要参数技术特征主要参数长×宽×高11.05×4.4×2.6m滚筒转速1.51m/s重量92T行走速度14m/min总功率510KW输送机速度1.5m/s电压1140V尾部旋转角左右45度截割头宽度5-5.4m频率50Hz滚筒直经1.15m截齿类型U120采高2.8～4.5m支护高度2.8～4.5m12CM15-10D型连续采煤机主要技术特征表技术特征主要参数技术特征主要参数长×宽×高11.05×3.3×2.1m生产能力15-27T/min重量57T行走速度4.6-19.3m/min总功率553KW输送机宽度762mm电压1140V尾部旋转角左右45度截割头宽度3.3m收集臂CLA’s三星轮滚筒直经1.12m截齿类型U85采高2.657～3.68m油箱容积530L40-RELMB-CWT型锚杆机主要技术特征表技术特征主要参数技术特征主要参数长×宽×高5.85m×3.20m×1.35m功率90Kw离地距离600mm电压1140V重量32T行走速度0～60m/min行走方式履带转杆速度490r/min转矩300N·m推进速度0～20m/min液压泵齿轮泵油箱容量450L最小采高2200毫米最大采高4600毫米10SC32-48B-5梭车主要技术特征表技术特征主要参数技术特征主要参数外形尺寸（长×宽×高）8.99×3.05×1.31（m）回转内径2.65m外径6.70m动力来源1140V最大载重32吨总功率88KW前进坡度6度卸载时间45秒离地间隙最大290mm牵引速度5.4～6.1（Km/h）生产厂家JOY3、有效措施五大自然灾害中的“顶板”可得到有效控制，掘进完后可及时支护，况且掘锚机掘进时可边掘边支护，连采机掘进时可使用40-RELMB-CWT型四臂锚杆机支护，安全性高。解决了人员打架支护麻烦等问题。掘进时采用掘进设备内外喷雾，可大大降低局部岩石粉尘，比打眼放炮粉尘小得多，能够保障员工身体健康。4、优越性4.1材料消耗比较机械化预留底煤拉底掘进可一次性采用永久支护，比较放炮挑顶节约了一倍永久支护材料。机头硐室支护所需锚杆、锚索、网片每米耗价约423.5元。同比可节约支护材料423.5元/米。就乌兰木伦矿63401运顺顺槽机头硐室为例，可节省约31762.5元。4.2工作量比较机械化设备掘进机头硐室采用拉底完成设计巷道，原始掘进机头硐室则采用挑顶完成巷道。机采拉底只需煤机司机、煤机副司机、梭车司机、破碎机司机4人就可完成，而放炮则需班长、放炮员、安全员、出渣工、司机5人来完成。挑顶后还需永久支护，所需人员更多，况且出渣工作量大，大大增加了劳动强度。4.2安全性比较机械化掘进只需操作设备，降低劳动强度，而且设备操作人员全在安全的设备顶棚掩护下操作，提高了安全性，保障员工人身安全。放炮挑顶涉及面广，人员多，业务性强，相对危险。5、生产工艺5.1掘锚机掘进1、截割方式：掘锚机掘进时，巷道一次成形。掘锚机司机在激光指向仪的导向下，在巷道前方的煤壁进行切割，直至割入深度达到1.0m。一次掘进二次掘进掘锚机掘锚机1.0m5m6.1m5m1.1m6.1m掘锚机掘进工序2、截割循环：掘锚机截割时，首先通过伸缩截割头将截割头调整至巷道顶板，然后切入煤体(切入深度1.0m)，从上而下截割。当割到煤层底板时，收截割头，截割底煤，使巷道底板平整，装完余煤，再次将截割头调整至巷道顶板，进行下一个循环。掘锚机完成从顶板至底板再到顶板，这一过程就称一个截割循环。5.2连采机掘进1、截割方式：截割方式在激光指向仪的导向下，确定采煤机的进刀位置，进刀位置选择在巷道前进方向左侧，截割深度达到循环进度要求后退机，这一工序称为切槽；调整煤机到巷道另一侧，截割完剩余部分的煤，这一工序称为采垛。连续采煤机就是通过切槽和采垛工序来完成巷道的掘进。切槽工序采垛工序连续采煤机连续采煤机2.8m6.1m3.3m11m2、截割循环：连续采煤机截割时，首先将截割头调整至巷道顶板，切入煤体，即升刀；扫去上一刀预留的200mm左右煤皮，即扫顶；将截割头降低200mm左右向前切入煤体630mm左右，即进刀；调整截割头向下截割煤体，直至巷道底板，即割煤；割完底煤，使巷道底板平整，并装完余煤，即拉底；将煤机截割头调整至巷道顶板接着进行下一个循环。采煤机完成从顶板到底板再到顶板这一过程就称一个截割循环。每一个截割循环工作面向前推进约630mm左右，这种截割循环反复进行，直到掘完一个循环，连续采煤机退出，锚杆机调机进行支护。连续采煤机截割方式及截割循环图割煤拉底升刀扫顶升刀进刀5.3支护工艺1、定位打眼前依据激光线，将锚杆机调整在巷道的正中间位置，同时将钻架主托架移到距工作面最近一排锚杆1m处停止行走。根据设计锚杆的间、排距，将要打锚杆的位置预先标好，并在钻杆上标出钻进的深度1750mm。2、钻眼在钻箱上装好短钻杆（1.0或1.2m），使钻头刚好顶在打眼的位置上，然后轻轻操作给进阀杆，使钻头顶到顶板，稍微给进，钻出小孔，接着均匀给进，然后换上长钻杆（2m）继续钻眼直至深度达1800mm，退出钻杆。3、安装锚杆将锚杆放入搅拌器，升起钻箱直至锚杆顶部距眼口约20mm处，取1卷树脂放入眼内，然后用锚杆顶住药卷，使钻箱上升将药卷送到眼底开始转动，进行搅拌，时间约10～12秒，同时上升锚杆将托盘紧贴顶板，并等待20～24秒。4、紧固锚杆待树脂凝固后，旋转钻箱紧固锚杆，使其扭矩力不小于100N·m，锚固力不小于5T。对不紧锚杆要求二次人工紧固，即用专用紧固锚杆的扳手将锚杆紧固，达到设计扭矩值100N·m。下移钻箱，调整钻架位置进行下一根锚杆的支护工作。6、结语对于现代化的大型矿井在煤层赋存稳定、平稳、设备先进、生产能力大的条件下更要重视安全。采取快速推进，合理选用采掘工艺，增强机械化程度，减轻劳动强度，采用机械化预留底煤拉底掘进机头硐室方式，使矿区在保证安全的前期下稳产、高产、持续发展。开拓准备中心连采四队：汪靖2010年4月8日