综掘机快速掘进施工工艺课题与研究

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1、....页眉煤巷锚杆支护综掘机快速掘进施工工艺课题研究一、问题的提出随着煤炭市场需求的扩大，特别是采煤设备和采煤技术水平的提高，煤炭生产能力又一次大幅度提高，这使得煤矿的采掘接替关系也要求越来越严格和紧张，在目前的技术水平的限制下，为能够确保我矿实现正常采掘衔接关系，其唯一可行的办法就是要提高煤巷掘进综掘进尺，这样才能保证煤矿正常生产，达到预期的生产计划和目标，因此，有效的提高煤巷综掘进尺和掘进速度势在必行。二、我矿综掘工作面施工现状9月初，以综掘区二队为课题研究对象，对综掘二队施工的454外段沿空风巷进行现场跟班、统计每一施工循环进度工时消

2、耗情况，其巷道支护参数为：锚梁网索支护的斜矩形断面，巷道尺寸：净宽=3800mm，净高=2500mm。顶部锚杆：Φ20×2400mm螺纹钢等强锚杆。锚杆螺母拧紧力矩不少于200N·m，锚固力80KN。锚杆间排距：800×800mm。右帮锚杆：Φ20×2400mm螺纹钢等强锚杆。锚杆螺母拧紧力矩不少于100N·m，锚固力60KN。锚杆间排距：700×800mm。左帮锚杆：Φ20×2000mm螺纹钢等强锚杆。锚杆螺母拧紧力矩不少于100N·m，锚固力60KN。锚杆间排距：700×800mm。锚索：Φ17.8mm钢绞线。间排距：2000×2400m

3、m。锚固剂：树脂药卷，规格为Z2350，顶部锚杆....页脚.....页眉2卷，帮部1卷，锚索3卷。顶板金属网：采用规格为4200×1000mm的金属菱形网。帮部塑料网：采用规格为2500×1100mm的塑料网。托盘：规格为140×140×8mm-180KN的碟型托盘。钢带：顶部采用“M3”钢带，规格为3600×160×3mm；帮部采用平钢带。顶板不稳定或破碎时，采用梯形架棚支护。施工工艺：综掘机割窑→临时支护→打锚杆眼→安装锚杆→挂网→补打锚索→成巷。锚杆钻机2台，风煤钻2台。采用“三八”制循环作业方式，三班掘进支护组织生产并对机械设备进行

4、维修保养。循环进尺1.6米，最大空顶1.9米，最小空顶0.3米。该掘进工作面平均月进尺在280m左右，其完成工程量在全矿各掘进队中处于前列，但较国内大部分煤巷综合机械化掘进施工单位来说，却显得有点相形见绌了。这对实现我矿的稳产、高产和可持续发展带来了严重的挑战。因此，提高综掘进尺速度势在必行。三、研究分析每循环劳动组合时间，提出改进方案通过对22个生产班的实地统计得知平均循环进度为182.5min/1.6m。其中，割窑时间为53.5min/1.6m，临时支护：13.5min/1.6m，打顶部锚杆、挂网：70.9min/1.6m....页脚..

5、...页眉，打帮部锚杆、挂网：120.9min/1.6m，每班两个循环。虽然存在割煤、补后部锚杆、运料平行作业；综掘机割窑后，在施工顶锚杆的同时，自上而下由外向里施工两帮滞后的锚杆；打顶帮锚杆、延长皮带机尾、皮带机检修、机电设备检修、延长电缆、维护掘进机平行作业；但是，其施工进度较为缓慢。主要表现在，打锚杆的时间较长，其中帮部锚杆施工时间占总时间的66%，而切割时间仅不到30%，随着巷道掘进距离的增加，后运距随之增长，人员运输物料时间较长，迎头压风及水压也无法保证二台锚杆机、一台风钻正常运转。综掘巷道施工顶部锚杆锚固力80KN，螺母拧紧力矩2

6、00N·m，存在预应力较小，支护刚度低，锚杆主动支护作用不能发挥，不能有效控制围岩早期离层与破坏，围岩强度与完整性丧失过大，导致顶板下沉、两帮鼓出。在深部复杂困难巷道，均出现不同程度的锚杆被拉断、剪断和弯曲断裂的现象，锚杆强度偏低，锚杆受力状态不佳，锚杆材质和结构有待进一步改进。锚杆虽然实现了加长与全长锚固，但只有锚杆自由段能够施加预应力，不能实现全长预应力锚固，影响支护效果。组合构件（钢筋托梁、钢带）的强度、刚度、护表面积不够。在巷道变形量大的地段经常出现组合构件被剪断、压穿等现象，支护效果受到严重影响。由于锚杆、锚索强度和刚度偏低，不得不

7、增加锚杆支护密度，严重影响巷道掘进速度。综掘巷道锚杆施工工具以便携式风动单体锚杆机和手持式风煤钻为主，但这种锚杆机的输出功率偏小，对井下风压要求较高，而井下压风管路长、风动工具多、顶板岩性复杂，导致施工过程耗时太长。....页脚.....页眉而且，手持式风煤钻完全是依靠人力施工，劳动强度大，劳动效率低。此外，巷道过长、转运设备较多给系统出货、人工运料带来了不便，人员配置中后运工占较大的比重，这些都严重制约了巷道的快速掘进。由此可知，采用先进的支护结构和支护技术，及时、迅速、有效地实现快速支护，并使支护与截割最大限度地平行作业，简化出货及运料系

8、统，提高综掘机的开机率，才能大幅度提高掘进速度。（一）、提高综掘工作面支护技术及装备水平巷道支护技术是煤炭开采中的一项关键技术。安全、合理、有效的巷道支护是保证矿井