綜機掘進技術(shù)在提高礦井開采效率中的應(yīng)用

摘要：礦井的高產(chǎn)高效關(guān)系到煤礦企業(yè)的生存和發(fā)展，而采用綜合機械化掘進技術(shù)，是實現(xiàn)煤巷快速掘進的主要途徑。本文介紹了我國高產(chǎn)高效礦井建設(shè)過程中，廣泛應(yīng)用的綜掘快速掘進技術(shù)的情況。

關(guān)鍵詞：高產(chǎn)高效；礦井；綜機掘進；連續(xù)采煤機

1 綜機掘進是礦井高產(chǎn)高效的需要

隨著煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，礦井的高產(chǎn)高效關(guān)系到煤礦企業(yè)的生存和發(fā)展。新形勢下，煤礦企業(yè)要求必需依托大功率、高可靠性的綜采生產(chǎn)技術(shù)，提高工作面單產(chǎn)，減少回采面數(shù)目，簡化巷道布置，減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)高效集約化生產(chǎn)。必須要改革礦井巷道布置、巷道掘進支護，改革礦井提升和運輸系統(tǒng)，擴大采區(qū)(盤區(qū))尺寸，增加工作面推進長度，加大巷道的有效斷面，以實現(xiàn)綜采工作面的連續(xù)、高效生產(chǎn)。要大力采用煤巷綜合機械化掘進技術(shù)，加快煤巷掘進速度，以適應(yīng)高產(chǎn)高效工作面快速推進的需要。

綜合機械化掘進技術(shù)是由掘進機、轉(zhuǎn)載機、輸送機等組成的綜合性配套技術(shù)，在一條用掘進機掘的巷道內(nèi)，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(tǒng)等設(shè)備配套成龍，形成一條效率高、相互配合、連續(xù)均衡生產(chǎn)的、完整的掘進系統(tǒng)。

采用綜合機械化掘進技術(shù)，是實現(xiàn)煤巷快速掘進的主要途徑。要適應(yīng)工作面快速推進的需要，就必須發(fā)展綜掘技術(shù)，廣泛應(yīng)用錨桿和錨網(wǎng)支護，在有條件的礦井實現(xiàn)掘錨一體化，以及推廣應(yīng)用連續(xù)采煤機，實現(xiàn)煤巷快速掘進。

2 選用性能優(yōu)良的掘進機，提高設(shè)備可靠性

掘進機是實現(xiàn)煤巷快速掘進的關(guān)鍵設(shè)備。巷道掘進效率及其經(jīng)濟效益的提高取決于選擇適應(yīng)工作狀況和條件的掘進機。掘進設(shè)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(huán)境惡劣，因此要根據(jù)使用條件進行選擇，要求掘進設(shè)備必須保持長期連續(xù)工作。通過引進和國產(chǎn)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(shù)的自主發(fā)展。

國產(chǎn)掘進機在液壓、電氣、元件的選用上，必須嚴格篩選，嚴把質(zhì)量關(guān)，對部分國內(nèi)產(chǎn)品難以過關(guān)的關(guān)鍵元器件應(yīng)當選用先進國家的產(chǎn)品。在齒輪傳動裝置及機械連接裝置方面，盡量減少串聯(lián)系統(tǒng)，采用獨立部件或組件。在有條件的地方以嵌裝式結(jié)構(gòu)代替螺栓組結(jié)構(gòu)，采用模塊組裝方式，既可簡化結(jié)構(gòu)，便于機械的拆裝檢修，又可大大提高設(shè)備可靠性。最終達到機器穩(wěn)定性好，截割效率高，操作、維修方便，運行安全可靠的目的。

3 推廣錨桿支護，提高設(shè)備綜合配套能力

煤巷掘進效率低、機械不能充分發(fā)揮作用，在很大程度上與配套能力低、配套不完善有關(guān)。巷道掘進系統(tǒng)中的主要配套環(huán)節(jié)多、包括支護、轉(zhuǎn)載、運輸、供電、供水、通風、降塵等，要提高煤巷掘進效率、充分發(fā)揮機械化作用，必須提高設(shè)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(guān)鍵環(huán)節(jié)，才能充分發(fā)揮綜掘設(shè)備的潛力。

在縮短支護時間方面，根據(jù)地質(zhì)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(tǒng)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(xiàn)象。減少錨桿有效作業(yè)時間和掘進工作面作業(yè)人員，減少單位面積錨桿根數(shù)，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(yè)，應(yīng)當及時快速安設(shè)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(tǒng)，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(shù)，在掘進機安裝1臺小型增壓水泵，由掘進機上現(xiàn)有的動力系統(tǒng)驅(qū)動，將1MPa左右的低壓降塵水增壓至10MPa以上，并優(yōu)化噴嘴參數(shù)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(jié)合的通風方式，從而凈化綜掘斷面空氣。

4 采用現(xiàn)代化測控技術(shù)，提高機電一體化的程度

首先是掘進機操作實現(xiàn)自動控制，包括推進方向監(jiān)控、切割電機功率自控調(diào)節(jié)、切割斷面輪廓尺寸監(jiān)控等；其次是實現(xiàn)掘進機工況監(jiān)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(tǒng)油壓、油溫及污染等監(jiān)測。通過采用現(xiàn)代測控技術(shù)，對掘進機的工況監(jiān)測、故障診斷和離機控制系統(tǒng)加以改進和完善，實現(xiàn)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(shù)。

5 有條件的礦井采用掘錨機，實現(xiàn)掘錨一體化

在懸臂掘進機上加裝液壓錨桿鉆機的技術(shù)，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(nèi)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(xiàn)現(xiàn)掘進與支護平行作業(yè)。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(yè)問題，是對煤巷快速掘進技術(shù)的飛躍性突破，為加快掘進開辟了新的途徑。

6 在條件適宜的礦井中，推廣應(yīng)用連續(xù)采煤機

在美國、澳大利亞、南非等主要采煤國家，連續(xù)采煤機已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。我國煤礦近年來也開始應(yīng)用連續(xù)采煤機及其后配套設(shè)備，在大采高綜采工作面大斷面順槽雙巷掘進中，實現(xiàn)了快速掘進，取得了良好的經(jīng)濟效益。連續(xù)采煤機是現(xiàn)代化的掘進設(shè)備，配套運煤車、錨桿打眼機、鏟車、轉(zhuǎn)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(yōu)點。實踐證明，連續(xù)采煤機掘進配合錨桿支護，是目前實現(xiàn)高產(chǎn)高效工作面巷道快速掘進成功的配套技術(shù)。

參考文獻

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作者簡介

張文敏（1980-），男（漢族），山東淄博人，畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)，工學(xué)學(xué)士學(xué)位。現(xiàn)為山東方大工程有限責任公司趙固項目部技術(shù)經(jīng)理，助理工程師。參與建設(shè)的多項工程獲“太陽杯”“優(yōu)質(zhì)工程”等獎項，主要從事礦井建設(shè)技術(shù)管理工作