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1、綜掘機配套軌道運輸在有色金屬礦山施工工法中國華冶科工集團有限公司西南分公司李鐵山、賈振敏、王民強 、張順利、劉江偉1、前言20世紀80年代以來，我國礦產資源經濟開發技術不斷更新，面對一些新型礦山、不同的地質條件及新型技術應用，因此新型礦山機械化設備也隨之陸續投入使用，使新的礦山建設施工技術突飛猛進。 因礦山施工能源消耗量大，為實現國家低碳經濟發展達到節能減排目標，要求礦山施工企業需要研究新工藝、新材料，采用高效、節能、環保設備投入生產提高勞動生產率，達到節能降耗的目標。礦山施工一般存在投資大、施工周期長，資金回籠慢和工人勞動組織力大的特點，隨著生產力的大力發展和科學技術不斷進步，新型礦山施工機2、具不斷更新換代和大型機械化設備投入使用，礦山建設周期將逐步縮短，工人的勞動強度逐漸下降。隨礦山施工進一步開發，礦山施工除了逐步向地下深層發展也將向地質條件復雜的云貴川等地區發展，云貴川地區大部分屬沉積巖，巖石比較破碎、松軟，增加了施工難度，綜掘機施工一般在巖石硬度系數f8的中硬以下巷道巖石掘進施工中發揮效能，綜掘進等大型機械化設備投入使用也是有色金屬礦山發展的必然趨勢，大力推廣綜掘機在有色金屬礦山中使用，符合國家礦山革新和推廣節能的產業政策，是當代礦山逐步走上現代化礦山逐步向節能、高效、環保、可持續方向發展的需要，也是改善礦山施工作業方法，提高礦山建設的質量和施工工效，降低因爆破造成的各類事故3、發生是實現礦山建設現代化可持續發展的需要，因此，它具有強大的生命力和廣闊的發展前景。綜掘機施工在有色金屬礦山施工工藝與以前的炮掘施工有著本質的區別，綜掘機施工是依靠電機使截割部旋轉帶動截齒切割巖石，屬于物理割巖，與炮掘相比減少了掘進對周圍巖石的擾動，另外在環境保護及改善作業環境方面也有著較大提升，不會產生有毒有害氣體，與炮掘施工工藝相比，在循環作業時間上也有較大效率。綜掘機的配套使用將縮短了施工工期，節約資源，減少能耗，綜掘機在有色金屬礦山的應用，是有色金屬礦山井巷掘進施工中又一個新的里程碑，具有很大的推廣應用價值。 2、工法特點1：綜掘機截割巖石屬于物理方法截割巖石，截割速度快，可以實現掘進4、運輸連續作業，大大提高生產效率；2：縮短建設施工周期，降低施工成本；3：無有毒氣體，節能、環保；4：減少因圍巖穩定性較差而造成安全事故發生率:。 3、適用范圍 適用于煤巷、半煤巖巷以及巖石最大單向抗壓強度小于85Mpa的巷道、隧道掘進施工；可截割縱向工作坡度18斜坡道、斜井施工。4、工藝原理綜掘機通過旋轉截割部，使截割頭上截齒與巖石在壓力作用下發生碰觸，利用物理作用把巖石從圍巖母體中剝離出來，再利用綜掘機上鏟板、星輪、第一運輸機、第二運輸機等配套設施把剝落的碴石從掘進面轉送至皮帶上或梭車內，由皮帶或梭車把碴石從迎頭運至硐外排碴場。5、工藝流程及操作要點5.1 施工工藝流程及機械化配套示意圖綜5、掘機施工生產工藝流程見圖5.1-1。測量放線 設備檢查割巖、裝巖拱頂斷面檢查頂部錨網支護出碴、清底側幫斷面檢查幫部錨網支護隱蔽檢查驗收噴漿支護圖5.1-1綜掘機施工工藝流程圖電機車車梭式礦車皮帶轉運載機掘進機 掘進作業面機械化配套示意圖5.1-2 5.2操作要點 5.2.1設備檢查 設備檢查首先檢查電源電壓，綜掘機電壓為1140V、綜掘機緊急制動系統是否靈活、液壓系統油管油溫及抗磨液壓油數量，行走部、一運輸送、鏟板及星輪、截割部運轉操及油路；截割部運轉及截齒缺損情況，二運皮帶的運轉檢查。 5.2.2測量放線 利用檢校好的激光線或現場標定的中腰線，根據設計坡度和開挖斷面尺寸，在作業面上用紅油漆畫6、出掘進開挖的輪廓線。 5.2.3割巖、裝巖 5.2.3.1截割巖石是綜掘機通過旋轉截割頭，利用截割頭上截齒把巖石從母體中剝離下來，截割的進刀一般是從巷道左下角開始，向巖石內割巖，進刀深度為截割頭三分之二為宜，EBZ230型綜掘機截割頭長1200mm，每循環進刀為800mm。然后沿巷道底板向巷道右側緩緩推進，截割到巷道右側輪廓線時向上進刀，然后向左側割巖，按照“之”字線路由下到上依次割巖，截割方向如下圖所示： 綜掘機切割方向示意圖巷道采用綜掘機向前掘進，巷道輪廓線眼距誤差宜小于50 mm，巷道周邊不應欠挖，平均線性超挖值應小于100 mm。 在截割巖石的同時，綜掘機通過鏟板星輪轉動，將從巖層中剝7、落的碎巖傳送至綜掘機中間溜槽的第一運輸系統；第一運輸系統通過溜槽內刮板滑動將碎巖轉送至綜掘機后牽拉的二運皮帶上；第二運輸系統通過二運皮帶電滾筒轉動帶動皮帶傳動，碎石經過二運皮帶傳送至與二運相接的皮帶或梭車上，由皮帶和梭車轉運至硐外排碴場。 5.2.4拱頂斷面檢查 依靠工作面的中腰線（激光線）對拱頂斷面進行檢查，用截割頭對已截割完成巷道進行修整，不許欠挖，超挖控制在100mm以內。 5.2.5拱頂錨網支護拱頂斷面檢查合格并排除浮石后，對拱頂實施錨網支護，錨桿采用長度為2.2m左旋無縱筋螺紋鋼樹脂錨桿，錨固劑采用CK2370型樹脂錨固劑，網片采用6.5或8鋼筋網片,網片網格間距100mm100mm8、，錨桿機采用MQT-130型錨桿機，錨網支護按照設計要求，錨桿間距1000mm1000mm，梅花型布置。錨網安裝工藝流程：鉆頂板中部錨桿眼孔清孔 上托鋼帶裝填錨固劑插入錨桿利用錨桿機攪拌錨固劑（30秒鐘）上托盤、緊螺母依次安裝兩邊錨桿。 鉆眼深度必須與錨桿長度一致 ，清孔必須干凈徹底。嚴格按巷道斷面圖規定的錨桿間排距、角度安設錨桿。除墻下部錨桿以20 向下扎外，其余錨桿以垂直巷道輪廓線布置，錨桿托板必須緊貼巖面，錨桿外露長度為3050mm。安設錨桿時，待錨固劑攪拌30秒充分錨固后，停留3-5分鐘方可退錨桿機、擰緊螺母。因錨桿機推力不足造成錨桿外露過長，錨桿托盤不貼巖面，必須將失效的錨桿鋸掉，并9、補打同樣規格的錨桿。 5.2.6出碴、清底頂部錨網施工完成后，綜掘機出下部碴石，清理底板多余碴石。 5.2.7側幫斷面檢查出碴、清底完成后，按照中腰線，檢查兩幫及底板斷面規格，不夠尺寸則給予修整處理。 5.2.8幫部錨網支護兩幫斷面尺寸修整處理結束，對巷道兩幫進行錨網支護，跟拱頂錨網連接起來形成一體。 5.2.9檢查驗收幫部錨網施工完成，由班組按照“三檢”制度進行檢查報驗工作，對錨網施工質量進行驗收。驗收完成合格后開始下一個循環施工。5.2.10噴漿支護根據巖石情況，綜掘施工一般實行“三八”工作制，三個班組施工，兩個掘進班組，一個噴漿檢修班組。噴漿檢修班組一般為早班，掘進班組主要中班、夜班施工10、。一個掘進班組每班施工3-5個掘進循環。 噴射混凝土的工藝噴射順序為：先墻后拱，從墻基(100mm)開始自下而上進行，噴槍頭與受噴面應盡量保持垂直。噴射混凝土技術要求（1）、初噴厚度不小于50mm,噴漿時，必須采用濕料，噴射前，必須沖洗巖幫，噴頭與受噴面的距離以0.9m-1.2 m，角度為不小于75為宜；復噴厚度不小于100mm,噴射完后必須及時養護。（2）、噴漿前必須先找凈巷道頂板、兩幫活矸。（3）、噴漿操作順序為：開機順序：開風開水啟動電機機器正常運轉后均加入噴料。停機順序：停止加料空運轉23分鐘關水關風停機。（4）噴漿時，一人抱噴槍咀，一人打燈并協助拖動輸料管。（5）、施工過程中，經常檢11、查輸料管、出料口是否暢通，發現堵管時，應采取用敲擊法疏通，若用高壓風吹通時，工作風壓不超過0.5Mpa，同時要放直輸料管，噴漿手應緊按噴槍咀，前方嚴禁站人，必要時拆卸管路處理。 6、材料與設備 6.1、本工法主要用材：錨桿、托盤、錨固劑、6.5mm鋼筋網片、水泥、砂石、速凝劑等。6.2、機具及設備施工主要機具、設備見6.2-1表。 表6.2-1 主要施工機具和設備一覽表序號名稱用途說明 序號名稱用途說明1綜掘機切割巖石6噴漿機支護2二運皮帶轉運巖石7全站儀放中線3電機車牽引梭車8水準儀放腰線4梭車出渣9鋼筋調直機鋼筋加工5錨桿機打孔10切割機鋼筋加工 7、質量要求7.1綜掘機掘進質量檢驗標準712、.1.1本工法執行現行的國家規范及行業標準7.1.2檢驗標準嚴格按設計要求施工，巷道掘進寬由中心線至任一幫不得小于設計規定-50mm，也不得大于設計規定的200mm。巷道頂板允許偏差為-50mm，+200mm。底板不得欠挖。7.1.2.3循環之間不允許出現深坑或錯臺，要求接茬平順、光滑。落巖：在激光指向儀的導向下，確定掘進機的進刀位置, 自下而上、先切槽后采垛。清理碴石：采用綜掘機鏟板和人工清理碴石，確保巷道干凈、暢通。7.2錨桿安裝的質量要求 7.2.1、錨桿及錨固劑、托盤、螺母等，必須經質量檢查部門檢驗，符合設計要求或實驗復檢合格后,方可使用。 7.2.2、采用MQT-130型錨桿機打錨桿13、眼前，按中腰線嚴格檢查巷道斷面規格，不符合設計要求時，必須先進行處理。打眼前敲幫問頂，仔細檢查頂幫圍巖情況，檢撬危巖，確認安全后方可工作，錨桿眼位要準確，眼位誤差不得超過100mm，錨桿眼向誤差15， 不準小于75，眼深與錨桿長度相匹配，眼打好后，應將眼內巖渣、積水清理干凈。打眼時不許空頂操作，打眼順序，由外向內，先頂后幫的順序依次進行。 7.2.3、采用錨桿機安裝樹脂錨桿，錨桿桿體、托板及螺帽同時安裝到位，使鋼筋網片處于錨桿托板與巖面之間被擠緊、卡死，無松動，保證錨桿及鋼筋網片的安裝質量。 質量控制要點：樹脂錨固劑必須塞滿，錨桿桿體必須旋轉著安裝，保證樹脂錨固劑被攪碎，起到預期的錨固效果。714、.3噴漿質量要求7.3.1、噴射砼前必須檢查巷道規格尺寸，錨桿的數量及網子的鋪設質量。沖洗巖幫，在巷道兩幫及拱部、埋設噴厚的標志，拉上頂部、拱部、幫部、底角線后(五線)，方可噴漿。7.3.2、原材料、水泥、砂、石子等。必須復檢合格，在質量檢查部門實驗合格后方可使用，不合格的材料決不進場。7.3.3、噴射前必須清洗巖幫清理浮石，達到設計斷面的要求，噴射均勻，無裂隙，無“穿裙”，“赤腳”現象，成型后巷道達到墻直拱圓。8、安全措施8.1、作業人員進場前，必須學習現場的安全規定，進行安全技術交底；廣泛宣傳、教育作業人員牢固樹立“安全第一”的思想，提高安全意識。8.2、施工人員作業現場必須戴安全帽，和其15、他勞動保護用品和施工工具，遵守操作規程，非操作人員決不準亂動機具，以防傷人。8.3、綜掘機掘進安全注意事項8.3.1、掘進工作面嚴禁空頂（幫）作業，實行一掘一支。、掘進施工中，施工人員應堅持經常性的敲幫問頂制度。 8.3.5、嚴禁空頂（幫）作業，切割完畢后及時進行臨時支護。8.3.6、在頂（幫）破碎、壓力大或地質變化帶下作業時，應加大初噴厚度、縮小錨桿間排距。8.3.7、對于特殊情況如出現大面積頂（幫）破碎、裂隙發育、過斷層、壓力集中、有水涌出等，應及時向項目部匯報并采取有關措施 。、錨桿螺帽必須用機械扳手擰緊，確保錨盤緊貼頂（幫）部。錨桿外露長度不大于50mm。 8.4、打安錨桿安全注意事項16、8.4.1、打錨桿眼前應執行敲幫制度，將活動矸石處理掉，對于軟巖或過破碎帶，要先噴一層砼。在進行工作面錨桿施工時，必須在臨時支護下作業。8.4.2、打錨桿眼時，領釬人不準帶手套，袖口要扎緊，風鉆前禁止站人，以防斷釬傷人。8.4.3、一定要注意把膠皮風管與風鉆接牢，并在使用過程中隨時檢查，以防脫落傷人。8.4.4、風鉆接通壓氣之前，應將操縱把與高速閥回復零位：開鉆前應檢查氣管螺母與各部螺紋聯接零件是否松脫，以防工作中傷人。、缺水或停水時禁止打眼，鉆為濕式中心注水鑿巖，嚴禁打干眼，不允許拆掉水針作業。 8.5、噴漿安全注意事項8.5.1、必須采用潮拌料噴漿，噴漿施工現場人員要佩帶防塵口罩，噴漿手應17、佩帶防護面罩和乳膠手套。8.5.2、噴嘴上的攏料管工作數小時后，應注意檢查，如已磨薄，應及早更換，防止堵管發生在攏料管內，爆裂傷人。8.5.3、在噴射中，有堵塞或停料停風感覺時，噴射人應立即把噴頭按在地上，以保安全。8.5.4、運轉時應注意往料斗上上料應均勻連續。8.5.5、注意總風壓和工作壓力表值的變化。當輸料管路堵塞時，工作風壓迅速上升，接近風管壓力，此時應立即停電、停風進行處理。8.5.6、司機要堅守崗位，注意機器運轉情況和聯絡信號，監視入料情況，保證正常運轉，按信號聯系進行操作。如發來故障信號或發現機器有不正常聲音出現，應立即停止上料，停電、停風處理。、噴漿前應及時打開噴漿點后方回風流18、中的防塵噴霧 9、環保措施9.1施工前做好員工的環保教育，提高員工環保意識。9.2采用分段管理機制，定期檢測作業環境。進行環境統計，評估作業條件水平，評估防毒設備技術效果等，實現合理預防安全施工。9.3最大限度防止施工現場火災的發生。最大限度節約電能源消耗。9.4施工現場必須工完場清,生活駐地及工地設置能沖洗的廁所，專門的人員負責清理打掃，并定期噴藥消毒，以防蚊蠅滋生，病毒傳播。9.5、易產生粉塵的材料在裝卸、搬運前先灑水濕潤，易產生粉塵的機械設備出入口安裝吸氣罩吸塵以免灰塵在大氣中飄蕩。9.6、巷道鑿巖作業采用濕式鑿巖，防止粉塵危害，作業人員按規定佩帶防塵罩、安全帽等勞保用品，給作業人員定期19、發放勞動衛生防護用品、保障勞動衛生投入。9.7、鑿巖工、噴混凝土工等從事職業危害作業職工受到職業危害，要定期進行檢查，改善勞動條件，嚴格限定職業危害人員勞動強度，預防職業病的發生，保護作業人員的健康與安全。9.8、建立健全各種施工生產毒物作業操作規程，嚴禁違章作業，依靠技術進步，逐步實現無害化。提倡用無毒工藝、材料代替有毒工藝、材料，從而改善作業條件和環境。 10、效益分析 10.1直接經濟效益 直接經濟效益方面包括一些內容：綜掘機掘進在有色金屬礦山中硬以下巖巷中投入使用，與通常炮掘相比，減少了對圍巖的擾動，減少了垮幫等危害發生，同時減少了有毒有害氣體產生，從根本上保證了安全和施工質量。對施工20、企業來說，提高了掘進效率，降低了工人勞動成本；改善了作業環境，降低工程措施費用，節約工程成本，同時縮短工期，故有明顯的經濟效益。 10.2社會效益社會效益包括以下內容：10.2.1由于綜掘機施工在有色金屬礦山巷道開拓中的廣泛應用，減輕了工人勞動陳本,解放了生產力,并能有效的降低礦山施工中安全事故的發生，故有明顯的社會效益。也減少了有毒有害氣體的產生，保護了環境，保證了施工工人安全和身心健康，減少職業病對礦山工人的危害,同時對生活環境也是一種極好的保護。11、實例中電投貴州遵義產業發展有限公司隸屬鋁土礦山項目湖南漣邵大竹園鋁土礦項目部2012年至2013年使用EBZ200型綜掘機掘進，月成巷達到450米，平均日進尺15米。瓦廠坪1240鋁土礦項目部施工EBZ200型綜掘機掘進，月成巷達到400米，平均日進尺13米。華冶瓦廠坪鋁土礦項目部在925主平硐開拓中使用EBZ230型綜掘機掘進，月成巷道達到200米以上（斷面20.68m2）。以上工程施工均滿足業主要求，達到了預期效果。12、 附圖12.1 平硐口12.2 成型巷道12.3 電機車、梭車12.4 綜掘機