1、1综掘机在华宁副斜井表土层及强风化基岩中的应用摘要：山西华宁焦煤有限责任公司副斜井井筒，在表土及强风化基岩段采用 EBZ150 型掘进机掘进，通过合理的劳动组织，多种工序平行交叉作业，副斜井表土及强风化基岩段中实现了安全快速掘砌施工。 关键词：综掘机斜井表土层应用 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 1 工程概况 华宁焦煤有限责任公司副斜井位于山西临汾市乡宁县境内，原设计生产能力为 100 万 t/a，改扩建后生产能力为 300 万 t/a，该矿采用斜井开拓，一个副斜井、一个主斜井和一个回风立井。根据附近井筒检查孔资料表明，冲积层底板埋深为 12m，强风化带底板埋深为 20m，副
2、斜井井筒表土段及强风化基岩段采用普通法掘进施工。 副斜井井筒表土及强风化基岩段设计特征如下： 斜井表土及强风化基岩段斜长 350m，荒宽 6.4m，荒高 5.2m，荒断面积 30m2；采用单层钢筋砼+25U 型钢支护，支护厚度 450mm，混凝土强度C40，抗渗等级 S8。25U 型钢棚间距为 700mm，砼土铺底基础厚度500mm。 2 施工方案 根据井筒工程地质情况，副斜井表土及强风化基岩段均采用综合机2械化配套的斜井混合作业施工方案。施工明槽时揭露土层为褐红色粘土，比较坚硬，采用小型挖掘机挖掘，风镐刷帮的施工工艺，无法确保施工进度及施工安全。项目部打破常规，创新施工工艺，该段采用一台EB
3、Z150 型掘进机进行掘进，采用 ZL30EFB 型防爆装载机装矸、2 台 WC3型防爆胶轮车运输；YGT7.5/5-5.5 整体液压钢模台车配套 HBMD12/4-22S矿用输送泵浇筑砼。该机械化施工方案井帮围岩暴露时间短，施工速度快，施工安全，施工工序简单，辅助时间少，并能实现工种专业化，有利于提高工人的操作技术水平、实现正规循环、保证施工质量和进度。 3 机械化作业线及配套设备 为加快井筒施工速度，实行斜井井筒施工机械化配套作业。机械化设备的合理配置，首先要保证凿井、装岩、排矸运输、架棚、砼浇筑等系统相匹配的生产能力，而不要出现某一系统能力偏低，造成整体系统出现“卡脖”现象，影响施工速度
4、或造成材料和时间浪费。 掘进：采用一台 EBZ150 型掘进机掘进。 抓岩：ZL30EFB 型防爆装载机装矸。 3）排矸运输：2 台 WC3 型防爆胶轮车运输 4）砌壁：YGT7.5/5-5.5 整体液压钢模台车配套 HBMD12/4-22S 矿用输送泵浇筑砼。 5）选用 FBDN07.1/237 型局部通风机配用 800mm 阻燃抗静电胶质风筒，压入式通风。 4 井筒施工方法 4.1 掘进 3采用一台 EBZ150 型掘进机掘进，当揭露岩石普氏系数比较大，采用掘进机无法截割时，采取放震动炮的方式掘进；边角、基础及顶帮辅以风镐刷扩。 4.2 装矸与排矸 当井筒斜长小于 150m 前，由防爆型装
5、载机直接将矸石从工作面运至井口矸石场。当井筒斜长大于 150m 后，在岩石条件稳定的位置巷道左帮设置临时错车硐室。当错车硐室未形成前，两辆防爆运输车入井时，空车倒驶入工作面，会车时由空车避让重车。 4.3 初期支护 采用 25#U 型钢棚+背板+金属网作为初期支护，一掘一架棚，棚距0.7m，U 型钢棚架设方法为：挖腿窝时先量取棚距，按中线定腿窝位置，按腰线确定其深度，控制好顶帮后再把腿窝挖至设计深度。将棚腿立好后，加以固定，搭设工作台，由人工将支架拱部抬至工作台后，按中腰线将拱部棚放入棚腿槽内，尺寸符合规定后，用卡缆固定好。当岩（土）层不稳定时，增设管棚超前支护，超前采用寸半厚壁钢管，长度为2
6、000mm，间距为 300mm，视岩（土）层条件，采取两掘一打或一掘一打。 4.4 混凝土支护 4.4.1 搭设工作台 工作台的高度不低于 2m，工作台采用铁凳子和大板搭设而成，铁凳子采用 2 寸钢管加工，加工截面形状为倒 V 型，剖面形状为 型，宽度不低于 2m。搭设工作台时，铁凳子要安设在实底上，在铁凳子上方直接放置大板，大板的厚度50?，长度3m，大板两端露出铁凳子300?。4大板和铁凳子之间采用 8#铁丝绑扎，大板之间采用扒钉钉牢。 4.4.2 钢筋绑扎 采用先墙体后拱部的顺序进行。 墙体钢筋：墙钢筋绑扎时，首先固定 24 根竖筋，在竖筋上画好水平筋分档线，在下部及齐胸处绑两根横筋定位
7、，并在横筋上画好水平筋的分档线，接着绑其余竖筋，最后再绑其余横筋。钢筋保护层厚度为50mm。 拱部钢筋：预先在地面按设计要求加工好拱部环筋，拱部环筋采用绑扎形式与墙体竖筋连接，搭接长度为 700mm，横筋搭接长度为 560mm。钢筋保护层厚度为 50mm。 4.4.3 浇注混凝土 砼采用商砼，采用 HBMD12/4-22S 矿用输送泵输送砼入模，混凝土要对称浇注，为避免蜂窝、麻面、孔洞的出现，每 300?振捣一次，必须振捣至混凝土表面出浆为止。 4.4.4 拆模 混凝土浇注后 2d 轻微松动模板台车，使模板台车与混凝土井壁之间有 23?的缝隙，混凝土强度达到要求时，开始脱模。脱模时启动电源，将
8、台车内置的千斤顶缓慢落下，使模板顶部落下，两侧收缩。下次使用时，先平整好场地，按照中腰线铺好道轨，台车行驶时通过手拉葫芦与设置在支架梁端头的牵引钩连接行走，台车下放到指定位置时将手拉葫芦闭锁。 4.4.5、铺底 5在副斜井掘砌完成后由里向外进行铺底施工，铺底前将底板表面清理干净，铺底过程中按照设计将水沟等附属工程一并做出。 5EBZ-150 综掘机的技术特点 EBZ-150 综掘机是由履带式行走部上的回转角支撑着槽轴式悬臂切割机构，经电机驱动，液压油缸操作，刮板输送机装运，具有自行切割、装运、行走的功能，主要部件由横轴悬臂切割机构、第一刮板输送机、第二皮带输送机、行走机构、本体部、液压系统、喷
9、雾冷却系统、电器系统组成。 6 综掘机在施工中的应用效果 1）使用 EBZ150 型综掘机后，创下了大断面表土段架棚巷道支护班架棚 4 架，班进尺 2.8 米的记录，日进尺 5m 的记录。综合平均单进105m/月，比钩机辅以人工采用风镐刷砌 60 米/月，提高了 75%，将近一倍的成绩，工效也大大提高。 2）使用 EBZ150 型综掘机后，减少了因放炮造成的事故隐患，杜绝了放炮事故，确保了掘进过程中的施工安全。 3）使用 EBZ150 型综掘机后，减少了因放炮震动造成的顶板和两帮松动，成型得到有效控制，减少了支护用品，降低了支护成本，保证了巷道掘进后顶帮的稳定性，降低了掘进对顶帮的破坏。 4）
10、使用 EBZ15O 型综掘机后，降低人工劳动强度，节约了人力，减少了放炮工序，缩短了循环时间，提高了工作效率和单进。施工该段直接工和辅助工不超过 40 人，大大降低了劳动成本。 5）在粘土胶结性比较强及没有淋水的地层中，效果比较明显，我项6目部施工的华宁副斜井表土及强风化基岩段，5、6 月连续两月完成成巷进尺超百米 m,改写了我处施工大断面斜井表土层的新记录,实现了我处在表土及强风化基岩段使用综掘机零的突破。 7 综掘机在生产过程中的存在的不足 7.1 受地质影响较大 当掘进工作面琳水较大时，由于截割齿被粘土包裹，造成空转，不能有效截割。同时极易造成底板淤泥积水，导致掘进机无法正常行驶，需要大
11、量垫道木和矸石，方能运行，造成材料的浪费。当顶板破碎，压力较大时，制约掘进速度，施工时只能短掘短支，不能拉开距离平行作业，即前边掘进、架棚，后面进行钢筋砼浇筑。 7.2 增强稳定性差 由于华宁副斜井强风化基岩段地质情况较为复杂，在掘进过程中经常遇到断层、底板砂岩、岩石硬度较大等因素，掘进机在截割过程中，时常摆动，导致截割部碰到支护构件，使支护稳定性差、给安全生产带来了一定的隐患。 7.3 履带及销子损坏严重 刚开始使用掘进机施工时，每掘进 1.4m 就使入地面，由于明槽段底板已经硬化，造成履带严重磨损，由于行驶中扭力较大，造成销子经常断裂，更换时间较长，严重影响工作面掘进。 8 结论 随着 EBZ150 综掘机在华宁副斜井中表土及强风化岩中的应用,月进尺由传统的钩机、风镐掘进 5060m/月，提升到现在的 100m/月以上,7有效地降低了工人劳动强度,提高了施工速度，不仅提高了矿井的安全程度,提高了管理水平,而且填补了我处在大断面表土及强风化基岩中使用掘进机的空白，为今后我处施工类似的井筒提供了宝贵经验。今后，如果选用性能更加优良的掘进机，掘进速度还会大大提高，有望达到 150m/月，从而创造更大的经济效益和利润。 作者简介：樊联峰，1980 生，2003 年毕业于太远理工阳泉学院矿井建设专业，现任中煤第三十一工程处华宁项目部技术经理。
