煤巷綜掘技術快速掘進淺析

摘要：我國高產高效礦井建設過程中，隨著綜采技術水平的提高，采煤工藝的發展，單產、效率和綜采機械化程度等指標逐年提高，采煤工作面數目大幅度減少，實現了增產靠增人、增面到增產、減人、減面的轉變，步入了良性發展的道路。本文闡述了我國高產高效礦井建設過程中，廣泛應用的綜掘快速掘進技術。

關鍵詞：綜合機械化掘進 掘錨機 連續采煤機

1 概述

隨著煤礦產業的發展，高產高效礦井的是煤礦企業發展的必然要求，具體要求有以下幾點①以大功率、高可靠性長壁綜采生產技術為核心，提高工作面單產，減少回采面數目，簡化巷道布置，減少生產環節，實現高效集約化生產；②改革礦井巷道布置、巷道掘進支護，改革礦井提升和運輸系統，擴大采區(盤區)尺寸，增加工作面推進長度，加大巷道的有效斷面，以實現綜采工作面的連續、高效生產；③大力采用煤巷綜合機械化掘進技術，加快煤巷掘進速度，以適應高產高效工作面快速推進的需要；④改進和發展煤巷錨桿支護技術，解決長距離、大斷面煤巷合理支護問題，便于實現高產高效工作面連續、安全生產。其中，采用綜合機械化掘進技術，是實現煤巷快速掘進的主要途徑。所以要適應工作面快速推進的需要，就必須發展綜掘技術，廣泛應用錨桿和錨網支護，在有條件的礦井實現掘錨一體化，以及推廣應用連續采煤機，實現煤巷快速掘進。

2 綜掘技術簡介

綜合機械化掘進技術是由掘進機、轉載機、輸送機等組成的綜合性配套技術，在一條用掘進機掘的巷道內，將測量定向、掘進、運煤、通風、除塵、材料運輸、巷道支護、供水、供電、排水系統等設備配套成龍，形成一條效率高、相互配合、連續均衡生產的、完整的掘進系統，可以實現巷道掘進、轉載、運輸、支護機械化作業，從而提高掘進速度和經濟效益。

3 煤巷快速掘進的措施

3.1選用性能優良的掘進機，提高設備可靠性掘進機是實現煤巷快速掘進的關鍵設備。巷道掘進效率及其經濟效益的提高取決于選擇適應工作狀況和條件的掘進機。掘進設備的工作對象是煤巖及部分礦物，工作時振動沖擊大，加之井下環境惡劣，因此要根據使用條件進行選擇，要求掘進設備必須保持長期連續工作。通過引進和國產化工作，我國掘進機的制造水平和使用已邁上了新臺階，開始了我國掘進機技術的自主發展。國產掘進機在液壓、電氣、元件的選用上，必須嚴格篩選，嚴把質量關，對部分國內產品難以過關的關鍵元器件應當選用先進國家的產品。在齒輪傳動裝置及機械連接裝置方面，盡量減少串聯系統，采用獨立部件或組件。在有條件的地方以嵌裝式結構代替螺栓組結構，采用模塊組裝方式，既可簡化結構，便于機械的拆裝檢修，又可大大提高設備可靠性。最終達到機器穩定性好，截割效率高，操作、維修方便，運行安全可靠的目的。

3.2采用現代化測控技術，提高機電一體化的程度首先是掘進機操作實現自動控制，包括推進方向監控、切割電機功率自控調節、切割斷面輪廓尺寸監控等；其次是實現掘進機工況監測和故障診斷，包括供電電壓測控、電機負荷和溫度、液壓系統油壓、油溫及污染等監測。通過采用現代測控技術，對掘進機的工況監測、故障診斷和離機控制系統加以改進和完善，實現機電一體化，可以最大限度地提高掘進機的使用效果，有利于改進和完善煤巷快速掘進技術。

3.3推廣錨桿支護，改進運輸方式，提高設備綜合配套能力煤巷掘進效率低、機械不能充分發揮作用，在很大程度上與配套能力低、配套不完善有關。巷道掘進系統中的主要配套環節多、包括支護、轉載、運輸、供電、供水、通風、降塵等，要提高煤巷掘進效率、充分發揮機械化作用，必須提高設備綜合配套能力，使之進一步完善。特別是支護和運輸工作量大，占用時間多，必須解決好這兩個關鍵環節，才能充分發揮綜掘設備的潛力。

在縮短支護時間方面，根據地質條件，盡量采用錨桿支護，提高巷道支護效果，減輕工人勞動強度，加快成巷掘進速度。施工時采用機載錨桿鉆機打孔和安裝錨桿，減少傳統錨桿支護的多道施工工序，改變掘進機割煤與錨桿鉆孔安裝不平衡的現象。減少錨桿有效作業時間和掘進工作面作業人員，減少單位面積錨桿根數，從而減少錨桿施工工作量，同時采用先進的錨桿施工機具，大幅度提高成巷速度。對于使用單體錨桿鉆機的巷道，掘進和鉆錨不能平行作業，應當及時快速安設臨時支架，并采用小孔徑強力鉆頭和高強度鉆桿，提高鉆進速度，選用螺旋式錨桿鉆機，建立快速安裝系統，用錨桿機一次完成鉆孔、攪拌樹脂藥卷和擰緊螺母等工序，盡量縮短鉆錨時間。

在降塵方面，可采用高壓水外噴霧降塵新技術，在掘進機安裝1臺小型增壓水泵，由掘進機上現有的動力系統驅動，將1MDa左右的低壓降塵水增壓至10MPa以上，并優化噴嘴參數及安裝位置，可獲得良好的降塵效果。還可在掘進上安裝長筒式負壓2次降塵裝置，將掘進巷道的通風方式由單一的壓入式改為壓入與抽出式相結合的通風方式，從而凈化綜掘斷面空氣。

3.4有條件的礦井采用掘錨機，實現掘錨一體化在懸臂掘進機上加裝液壓錨桿鉆機的技術，由于掘進機載錨桿機體積偏大，加之在采用W鋼帶時需要定位鉆孔，難度較大，目前未能在國內推廣，需進一步成熟完善。采用掘進機掘進，單體錨桿機鉆裝錨桿，不能實現現掘進與支護平行作業。掘錨機組的問世，很好地解決了掘進工作面長期未能解決的掘進和支護平行作業問題，是對煤巷快速掘進技術的飛躍性突破，為加快掘進開辟了新的途徑。

3.5在條件適宜的礦井中，推廣應用連續采煤機在美國、澳大利亞、南非等主要采煤國家，連續采煤機已經得到了廣泛的應用。我國神華集團上灣煤礦根據自身的特點引進連續采煤機及其后配套設備，在大采高綜采工作面大斷面順槽雙巷掘進中，實現了快速掘進，創造了月進3070m的世界紀錄，取得了良好的經濟效益。連續采煤機是現代化的掘進設備，配套運煤車、錨桿打眼機、鏟車、轉載破碎機等機械化裝備，可用于煤巷多頭掘進，具有速度快、用人少、效率高，配套簡單，安全可靠，使用方便的優點。實踐證明，連續采煤機掘進配合錨桿支護，是目前實現高產高效工作面巷道快速掘進成功的配套技術。

4 結束語

采用綜合機械化掘進技術，提高了煤巷綜掘機械化水平，實現了煤巷快速掘進。隨著技術的更新進步，重型化、掘錨一體化、自動控制及遠程遙控是掘進機的發展方向，在煤巷錨桿支護技術方面，主要是積極開展巷道圍巖地質力學測試，研究與推廣煤巷錨桿支護設計方法，制定錨桿支護材料系列及相應標準，完善錨桿支護施工機具，提高錨桿施工質量檢測與監測技術，從而擴大煤巷錨桿使用范圍，提高煤巷快速掘進水平、促進高產高效礦井建設。

參考文獻：

[1]姚慶漢，余開清地質條件與開采安全[J]礦山壓力與頂板管理2002

[2]侯朝炯，郭勵生，勾攀峰.煤巷錨桿支護[M]徐州：中國礦業大學出版社1999

[3]連傳杰.近采空區煤巷破碎頂板條件下錨桿支護試驗研究[J]中國礦業2006(6)

[4]徐永圻煤礦開采學[M]徐州中國礦業大學出版社1999