摘要：介绍了顾北煤矿巷道施工以综掘机掘进、CMM4-30型煤矿用液压锚杆钻车进行支护的施工工艺；CMM4-30型煤矿用液压锚杆钻车的技术参数及特点；以及实际应用中提高了巷道掘进效率，节约了人员，降低工人劳动强度，同时较好的解决了施工中临时支护、二次紧固、设备搬运等问题，为淮南矿区煤巷支护装备提升积累了经验，也切实解决淮南矿区现阶段煤巷施工安全、快速支护问题。
关键词：CMM4-30型煤矿用液压锚杆钻车、锚杆锚索钻车；支护；施工流程
顾北煤矿核定生产能力为400万t/a的大型矿井，采掘准备主要在北一6-2采区、南一6-2上采区、南二13-1采区、南二11-2采区。顾北煤矿原煤巷施工支护设备主要为：气动锚杆钻机（MQT120/2.0）施工顶部锚杆（索），手持式锚杆钻机（MQS-35/1.6）施工帮部锚杆，施工前，需搭临时操作平台，人员站平台上进行操作，施工程序多，操作人员距离迎头较近，在巷道围岩状况差的情况下，容易发生顶帮片落矸石伤人事故，且施工一个锚杆眼，设备需要从新人工挪移一次，工人劳动强度大，作业效率低。针对这种情况的煤巷掘进支护，顾北煤矿与廊坊景隆重工机械有限公司合作，引进一台CMM4-30型煤矿用液压锚杆钻车，在南一6-2上采区13116工作面胶带机顺槽使用。经过使用，较好的解决了施工中临时支护、设备搬运等问题，提高安全系数和施工效率，为淮南矿区煤巷支护装备提升积累了经验，也切实解决淮南矿区现阶段煤岩巷施工安全、快速支护问题。
1 工程概况
13116工作面为南一6-2上采区工作面，采用倾斜长壁采煤法，俯斜式开采。本次试用巷道为13116工作面胶带机顺槽，设计全长为1140m，近似6-2煤层倾向布置，坡度1～9°。该工作面附近13216工作面已回采完毕。
巷道采用锚梁网支护，巷道净宽5.3m，净高3.4m，掘进净断面18m2。巷道顶板采用锚杆加高预应力锚索加M5型钢带、高预应力锚索加槽钢、菱形金属网联合支护。锚杆规格：Ф22×2500mm，锚杆间排距：900×800mm，锚索规格为：Φ22×7200mm，“3-3”交错布置，M5钢带规格：4800×178×5mm，金属网采用10#镀锌铁丝加工，规格：5600×1200mm，网目：50×50mm；巷帮采用锚杆加钢带、金属网联合支护，每帮每排布置4根锚杆，锚杆间排距：900×800mm锚杆规格：Ф22×2500mm，钢带规格：3600×178×5mm。
该巷道煤层直接顶为复合顶板，由泥岩及煤线组成，平均厚度为7.0m，煤线1～2层，厚约0～0.6m，发育不稳定；老顶为粉细砂岩，平均厚度为5.6m。
2 CMM4-30型煤矿用液压锚杆钻车相关参数
CMM4-30型煤矿用液压锚杆钻车主要用于煤巷及半煤岩巷道掘进工作面支护作业，还具有在硬度f = 3～8 的煤/岩层内钻炮孔及探测（探水、探瓦斯）孔等功能。其主要参数为：钻臂数量4个；适应巷道宽度4.8～5.5m、高度3.2～3.8m、倾角±15°；外形尺寸7000mm×1400 mm×2400 mm；最小起帮高度前平台≤200mm，后平台≤500mm；接地比压0.11Mpa；钻孔直径φ27～φ48；钻孔深度0～18m；总装机功率90Kw；机身重约22t；最小转弯半径3m；额定转矩250N•m；额定转速450r/min；推进力10KN；推进速度5m/min；推进行程1.66m；推进器前、后、左、右旋转180°；臂身水平回转角0～42°，上下升降角0～60°。
钻车由行走机构、机体部、推进（钻孔）机构、支撑机构、钻臂机构、液压系统、电气系统等七大部分构成。该钻车能够实现顶板和两帮的锚杆、锚索支护作业，钻车在结构上采用了整体升降的工作平台和变位灵活的工作机构，可以根据巷道高度情况调整平台升降的高度，能够实现巷道内不同高度、不同角度的锚杆、锚索、炮眼孔、探测孔（探水，探瓦斯）的机械化施工作业。（钻车平面简图如图1）
图1 钻车平面简图
3 液压钻车施工工艺及流程
3.1施工工艺
巷道采用佳木斯EBZ150综掘机切割破煤、装煤，皮带机出货，CMM4-30型煤矿用液压锚杆钻车支护的施工工艺。
3.2钻机施工流程
巷道施工工艺流程：交接班→安全检查（敲帮问顶、检查瓦斯情况、探头位置、工程质量等）→综掘机切割（出货、刷帮）→退综掘机→进锚杆钻机→安全检查（敲帮问顶、瓦斯等）→临时支护→顶部锚网索支护→两帮锚网支护→退锚杆钻车→进综掘机进行下一个循环作业。
1）综掘机在工作面迎头进行掘进作业时，锚杆钻车停靠在综掘机后方的侧帮处。（见图2）
图2 掘进工作面切割时钻车平面布置简图
2）在综掘机完成一次割煤循环作业后，综掘机后退并尽量贴帮停放，锚杆钻车行驶到迎头进行锚杆支护作业。（见图2）
3）当锚杆钻车完成所有锚杆、锚索支护作业后，钻车收回各执行机构后，退至综掘机后方停靠。综掘机启动前行至工作面迎头，进行下一循环割煤作业。
3.3钻机施工方法
钻机进入迎头后，进行施工前的顶板及迎脸检查，确认安全后，人员将支护用的网片和钢带放在钻车上面的临时支护托架上，用钻车将钢带及网片托至顶板压紧，然后2个人员进入前操作平台上，用前臂施工顶部钢带5根锚杆和1根锚索、帮部钢带上部2根锚杆，同时2个人员进入后操作平台上，用后臂施工施工顶部3根锚索、帮部钢带第3、4根锚杆。
4 应用效果
4.1提高施工效率。13116胶带机顺槽使用钻车施工巷道325米，期间每根锚杆可减少3分钟施工时间，每根锚索可减少10分钟施工时间，巷道施工月进度可达210米，较以往同条件巷道每月进度多40米以上。
4.2节用工、提工效。锚杆钻车每个钻臂可由1人操作，迎头支护时同等功效情况下每班可减少2名操作工，机械化减人的效果明显，在当前掘进队伍人员紧张的情况下保证了正常施工。
图3 钻车作业平面布置简图
4.3提高施工质量。钻车扭矩力250N•m，锁紧力大，基本消除了失锚现象，标准化程度高，使用钻车后减少了二次紧固耗费时间和失锚锚杆补打概率，节约了材料费。
4.4提高安全系数。钻车使用液压前探梁支护空顶处，且支护空顶处时人员均位于已支护完好的安全位置，防止空顶、空帮处的活矸掉落伤人，增加了作业人员安全系数。
4.5改善作业环境。使用钻车后大大降低了迎头支护时的噪音强度，帮部打眼采用湿式大眼，降低粉尘，同时打眼工不再承受钻眼施工淋水，作业环境明显改善，有利于职工身体健康。
4.6降低劳动强度。原施工工艺需要一人操作锚杆钻机，一人配合，
且打一个锚杆眼需要将锚杆钻机挪移一个位置，现在只要一个人操作四臂钻车上的控制开关就可以轻松换一个眼继续施工。
5 存在缺点
5.1 巷道采用综掘施工，钻车进行支护，需要钻车和综掘机交替，对巷道断面宽度有要求。
5.2 钻车对工人操作熟练程度有要求，如果操作工人对钻车操作不熟练，锚杆眼打结束后，安装锚杆时，对眼角度过大，容易造成锚杆失锚和破帽现象，不仅影响施工效率，而且浪费支护材料。
5.3 钻车施工对供水水压要达到1.5～2.0Mpa，如果水压小，施工锚索眼易造成堵钻头（钎杆）现象，造成锚索外露过长、失锚等现象。
6 结语
CMM4-30型煤矿用液压锚杆钻车经过实际应用，提高了巷道掘进效率，节约了人员，降低工人劳动强度，同时较好的解决了施工中临时支护、二次紧固、设备搬运等问题，为淮南矿区煤巷支护装备提升积累了经验，也切实解决淮南矿区现阶段煤巷施工安全、快速支护问题。
参考文献：
[1]张荣立，何国纬，李铎等. 采矿工程设计手册. 煤炭工业出版社. 2006，3（5）：4727.
[2]煤矿安全规程. 国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局. 2016，3（1）：8078.
[3]袁和生、康红普、陈贵娥等 .煤巷锚杆支护技术规范. 国家安全生产监督管理总局，2010
文章作者及简介：
作者简介：赵福坤（1982.11），男，汉，工程师，2006年毕业于中国矿业大学采矿工程专业，目前在淮浙煤电有限责任公司顾北煤矿生产技术管理工作。
论文作者:赵福坤
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/11/15
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