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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，砼土鋪底基础厚度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EBZ150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FBDN07.1/2×37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
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2000mm，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Π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㎜。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2～4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，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2～3㎜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
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EBZ—150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EBZ—150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EBZ—150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）使用EBZ—15O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EBZ—150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50~60m/月，提升到现在的100m/月以上,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。
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，砼土鋪底基础厚度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EBZ150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FBDN07.1/2×37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
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2000mm，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Π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㎜。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2～4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，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2～3㎜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
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EBZ—150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EBZ—150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EBZ—150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）使用EBZ—15O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EBZ—150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50~60m/月，提升到现在的100m/月以上,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。