上灣煤礦位于陜、蒙接壤處的神府東勝煤田,是神華集團神東公司所屬的大型骨干礦井之一,礦井設(shè)計生產(chǎn)能力10.0Mt/a。2002年12月開始1-2煤層開采的基本建設(shè),2003年1月上灣煤礦連采一隊單機3巷掘進完成進尺4656m,創(chuàng)國內(nèi)煤礦單機3巷掘進進尺速度新紀(jì)錄,被中國企業(yè)聯(lián)合會、中國企業(yè)家協(xié)會收入第九批中國企業(yè)新紀(jì)錄。
1巷道及所在煤層及圍巖情況
創(chuàng)造新紀(jì)錄所掘的巷道是為服務(wù)于上灣井田西翼盤區(qū)1-2煤開采的3條集中巷,1條作輔助運輸兼進風(fēng)巷,1條作膠帶運輸巷,1條作集中回風(fēng)巷。這3條巷道平行布置,間距在20m之內(nèi),均位于1-2煤煤層中,這為機械化掘進創(chuàng)造了條件。掘進地段1-2煤煤厚3.59~6.23m,煤層傾角0~3°,煤層直接頂為砂質(zhì)泥巖,厚度為0.8~2.78m,老頂以細(xì)、粉砂巖為主,部分地段為中粗砂巖,厚度大于20m,直接底為泥巖,老底為砂巖。
1-2煤3條集中巷均為矩形斷面巷道,掘進中每隔50~60m布置施工一條聯(lián)絡(luò)巷。各巷斷面尺寸(寬×高)分別為:輔助巷5.0m×3.6m,膠運巷5.0m×3.6m,回風(fēng)巷6.0m×3.6m。巷道布置如圖1所示。
2施工工藝及施工組織
2.1施工方法及設(shè)備裝備局部段
掘進時采用美國JOY公司生產(chǎn)的12CM15-10D型連續(xù)采煤機進行割、落煤,并實現(xiàn)自裝煤;采用DBT公司生產(chǎn)的2000型連續(xù)運輸系統(tǒng)將連采機采出的煤炭破碎并轉(zhuǎn)載至膠帶機上;采用澳大利亞生產(chǎn)的ARO四臂錨桿機進行錨桿支護;采用DBT公司生產(chǎn)的488型鏟車運送材料、設(shè)備和巷道內(nèi)清理的浮煤、淤泥。由此形成連續(xù)采煤機掘進割煤、裝煤,連續(xù)運輸系統(tǒng)、膠帶機運煤、錨桿機支護、鏟車搬移材料設(shè)備以及清理巷道等全部工序的機械化施工作業(yè)方法。設(shè)備型號及參數(shù)如表1所示。
表1連采掘進工作面主要生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)裝備參數(shù)表
序號設(shè)備名稱規(guī)格/型號數(shù)量主要技術(shù)參數(shù)
1連采機12CM15-10D1生產(chǎn)能力:15~27t/min;總功率:553kW;速度:0~10.7m/min;采高:2.657~4.6m;截割寬度:3.3m;電壓:1100V;工作面傾角范圍:≤5°;走向傾斜度:±17°
2連續(xù)運輸系統(tǒng)20001功率:890kW;電壓:1140V;運輸能力:2000t/h
3錨桿機ARO—40RELMB—CWT1功率:2×45kW;采高:2.3~4.6m;巖石硬度:60~70MPa綜合巖層;對地間隙:250mm;最大支撐高度:4000mm;最大支撐力:20000kg;最大進給長度:2050mm;鉆桿鉆速:600r/min
4鏟車UN-4881動力來源為蓄電池128V;充電運轉(zhuǎn)時間:8~10h/次;回轉(zhuǎn)半徑:內(nèi)徑3531mm,外徑6655mm;載重:4t
5皮帶機DSP1080/10001運輸能力:800t/h;功率:160kW;長度:1000m;帶寬:1000mm;帶速:2.5m/s
2.2掘進與支護工藝
2.2.1落煤、裝煤工藝
采用連續(xù)采煤機進行截割煤和裝煤。司機先開動采煤機調(diào)整在巷道前進方向左側(cè),并按激光線確定位置,開始向前方煤壁切割直至割入深度達(dá)15m,然后退出;再將采煤機調(diào)整到巷道右側(cè),開始截割剩余部分,連采機就是以切槽和采垛工序來完成巷道的掘進。無論是切槽還是采垛工序,連采機截割時,首先將采煤機截割頭調(diào)整至巷道頂部,將截割頭切入煤體,然后逐漸調(diào)整截割頭高度,由上向下截割煤體,當(dāng)割到巷道底板時,采煤機稍向后退,割完底煤,使巷道底板平整,并裝完余煤,再將采煤機截割頭調(diào)整至巷道頂板,接著進行下一個循環(huán),這樣截割循環(huán)往復(fù)進行,直至掘進進尺達(dá)到規(guī)程規(guī)定的掘錨循環(huán)進尺(一般為15m)時,連采機就得移到下一條巷道進行作業(yè)。裝煤采用連續(xù)采煤機自裝煤方式。連采機割煤時,煤落入采煤機鏟板的收集頭上,裝在收集頭上的圓盤耙爪連續(xù)運轉(zhuǎn),將煤裝入采煤機自帶的中部運輸機,中部輸送機將煤裝卸到搭接在連續(xù)采煤機后面的連續(xù)運輸系統(tǒng)給料破碎機內(nèi)。