對煤炭開采企業(yè)巷道掘進技術(shù)應用現(xiàn)狀的探討

辛銀春（山西寧武大運華盛莊旺煤業(yè)有限公司,山西 寧武 036700）

對煤炭開采企業(yè)巷道掘進技術(shù)應用現(xiàn)狀的探討

辛銀春
（山西寧武大運華盛莊旺煤業(yè)有限公司,山西 寧武 036700）

巷道掘進是煤炭實地開采的一個主要環(huán)節(jié)，掘進技術(shù)和設備的采用直接影響著煤炭開采的進度和效益。目前，我國大部分煤炭開采企業(yè)使用大型機械化掘進技術(shù)。本文分析了機械掘進的現(xiàn)有技術(shù)，探討了。

煤炭;掘進;先進技術(shù)；現(xiàn)狀

我國煤炭開采技術(shù)和設備的落后一直制約著煤炭行業(yè)的機械化進程。目前我國的煤炭開采以井下作業(yè)為主，提高巷道掘進技術(shù)和裝備水平是煤炭企業(yè)高效集約化發(fā)展和生產(chǎn)過程安全、潔凈的重要保障。

1 現(xiàn)階段常見的巷道掘進方式

隨著科學技術(shù)的日新月異的發(fā)展，目前我國煤炭企業(yè)使用了先進的自動、半自動機械化設備和科學的技術(shù)手段，提高煤炭開采過程的機械化和電氣化有利于提高掘進工作的效率和巷道的使用壽命，為煤炭企業(yè)節(jié)省大量的財力，實現(xiàn)企業(yè)利潤的增值。目前應用最廣泛的煤炭開采企業(yè)巷道掘進技術(shù)有三種：

1.1 綜合機械化掘進技術(shù)

綜合機械化掘進技術(shù)主要是指通過綜合掘進機設備和供電通風除塵設備儀器系統(tǒng)完成破煤、裝煤、轉(zhuǎn)載運輸、以及支護工作。其中主要的設備是懸臂式掘進機。與鉆爆發(fā)相比，巷道掘進機具有可連續(xù)掘進、施工過程穩(wěn)定安全、掘進速度大幅度提高的優(yōu)勢。目前國內(nèi)巷道掘進機的平均日進尺在10m以上，極大的提高了掘進的速度。我國自主研發(fā)的掘進機有200多種機型，最先進的EBJ-120TP型巷道掘進機不但可以適用各種巷道掘進，而且機身小巧穩(wěn)定，可以自動進行故障和工礦的檢測。

1.2 連續(xù)采煤技術(shù)

對于大斷面連續(xù)作業(yè)可以采用連續(xù)采煤機。這種采煤機集挖掘、采集、裝備和運輸為一體，在大寬度煤層的掘進工程中占有巨大優(yōu)勢。連續(xù)采煤技術(shù)通過采掘運輸和錨桿支護工作的同時進行來提高掘進速度。與懸掛式掘進機相比，連續(xù)采煤設備掘進速度更快，采煤過程更加系統(tǒng)自動化，能夠更多的節(jié)約成本。連續(xù)采煤機按照運輸方式的不同可分為間斷式運輸和連續(xù)運輸兩種設備配置。但是連續(xù)采煤設備對使用環(huán)境的要求較高，只能用于大面積煤層的雙巷和多巷的采掘，不能進行單巷掘進，在一定程度上限制了國內(nèi)煤礦礦企業(yè)對連續(xù)采煤技術(shù)的應用。

圖1 EBZ-150A懸臂式掘進機結(jié)構(gòu)簡圖和外觀圖

1.3 掘錨設備一體化技術(shù)

巷道掘進和巷道支護是煤炭開采巷道掘進工作的兩個主要方面。掘錨一體機就是一種將這兩項工作有機統(tǒng)一起來的設備。掘錨設備一體化技術(shù)是我國自主創(chuàng)新的項目，能夠系統(tǒng)合理的進行巷道掘進和錨桿支護工作，是提高掘進速度和增強支護換位水平的有效途徑和手段。目前掘錨一體化設備主要分為兩類，一類是用掘進和支護作業(yè)同時進行的方式，即同一掘進循環(huán)中，掘錨機整體不行走，割煤滾筒和運輸機向前進行煤層開采的同時，錨桿鉆機同時跟進開始進行打眼支護；一類是先割煤后進行錨固支護的方式，即截割工作進行時，錨桿鉆機不前進而是在頂板側(cè)幫進行打眼支護。掘錨一體機創(chuàng)新了采掘流程和工序，極大的解放了勞動力，提高了掘進工作的可靠性和安全性。

2 影響礦井巷道掘進作業(yè)的主要因素

煤炭開采是一個復雜的系統(tǒng)工程，在巷道掘進工作中，任何的環(huán)境因素和人為因素都會限制掘進作業(yè)的水平和速度。因此，分析影響巷道掘進作業(yè)的主要影響因素并著力減少不良因素的影響，有利于提高井下作業(yè)的效率和安全系數(shù)，盡量避免掘進事故的發(fā)生。

2.1 煤炭開采環(huán)境

煤炭資源的儲存環(huán)境比較復雜，煤炭開采的地點、地質(zhì)構(gòu)造等因素都直接影響著掘進作業(yè)的難易程度和安全系數(shù)。例如，硬度較高的地質(zhì)條件雖然會在一定程度上增加挖鉆的難度，但是有利于錨固支桿的設置，不容易發(fā)生坍塌冒頂事故；開采地點的地下水位、瓦斯?jié)舛鹊纫苍谝欢ǔ潭壬嫌绊懼锏谰蜻M的進程和施工成本，考驗著防護設施的可靠性。優(yōu)質(zhì)的地質(zhì)構(gòu)造往往不需要進行太多的支撐工作和瓦斯防護，同時自然災害發(fā)生較少的地段也更有利于采掘工作的進行。

2.2 采掘技術(shù)和設備

在相同的地理條件下，先進的采掘技術(shù)和機械化的采掘裝備無疑是提高掘進速度、增加安全系數(shù)、提高企業(yè)收益的重要保障。過去煤炭巷道采掘作業(yè)主要包括鉆眼、裝運與爆破三個工序。目前，單工序操作已經(jīng)向機械化系統(tǒng)作業(yè)的方向轉(zhuǎn)化；破巖方式從爆破法向機械破巖方向轉(zhuǎn)化；氣腿鑿巖機逐漸被全斷掘進機取代。采掘新技術(shù)和設備的引進大范圍的提高了掘進的效率，精益化的開采模式為煤炭企業(yè)節(jié)約了大量的人力物力成本。

2.3 人員因素

管理者和施工者是掘進工作中的最不可控因素。首先，施工者的技術(shù)水平和作業(yè)規(guī)范直接決定了掘進設備能否正常工作、采掘工作能否安全進行。因此，要加強對施工者的基礎培訓，提高掘進工作者，尤其是掘進機操作人員的綜合素質(zhì)。其次，管理者對于施工過程的管理和監(jiān)控對掘進作業(yè)的影響也很大。目前很多煤炭企業(yè)的管理層片面的追求企業(yè)效率和掘進進度，忽視了對工程和施工人員的合理安排，無視采煤工作的規(guī)范制度，不但會影響采掘工作的規(guī)范進行，而且會埋下嚴重的安全隱患。

3 大運華盛莊旺煤業(yè)綜掘技術(shù)的應用

3.1 大運華盛莊旺煤業(yè)礦井簡介

山西寧武大運華盛莊旺煤業(yè)有限公司位于寧武縣鳳凰鎮(zhèn)莊旺村，目前為生產(chǎn)礦井。本礦井于2012年12月25日正式通過總體竣工驗收。井田面積為6.8454km2，批準開采井田范圍內(nèi)的2～5號煤層，核準生產(chǎn)能力為1.50Mt/a。

井田開拓方式為斜井開拓，井田范圍內(nèi)布置三個井筒：主斜井、副斜井、回風立井。主斜井裝有帶式輸送機，擔負礦井的煤炭主提升任務，同時兼作礦井的進風井和安全出口；副斜井裝備單鉤串車，擔負礦井的材料、設備和人員的提升下放任務，同時兼作礦井的進風井和安全出口；回風立井為圓形斷面，裝備灌漿管路和折返式金屬梯子間，作為礦井的專用回風井和另一安全出口。

3.2 大運華盛莊旺煤業(yè)綜合掘進機介紹

大運華盛莊旺煤業(yè)的掘進工程使用的是EBZ-150A懸臂式掘進機。它具有截割部可伸縮、爬坡能力強、運輸通暢、焊接結(jié)構(gòu)，剛性好，可靠性高、電氣系統(tǒng)采用模塊化設計，液晶漢字動態(tài)顯示、重心低，穩(wěn)定性好等特點。

該機由：1.截割機構(gòu)；2.裝載機構(gòu)；3.運輸機構(gòu)；4.機架及回轉(zhuǎn)臺；5.行走機構(gòu)；6.液壓系統(tǒng)；7.電氣系統(tǒng)；8.供水系統(tǒng)；9.操作臺構(gòu)成，該掘進機主要用于煤巖硬度≤f7.5的煤巷、半煤巖巷以及軟巖的巷道、隧道快速掘進，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)截割、裝載、運輸作業(yè)。最大定位截割斷面24m2，最大截割硬度≤75MPa，縱向工作坡度±16°。外觀和結(jié)構(gòu)如圖1所示。

大運華盛莊旺煤業(yè)機械掘進設備的使用，極大的保障了礦井的安全建設和煤炭開采的順利進行。大運華盛莊旺煤業(yè)在掘進工作中著力推進機械化進程，促進了采煤工作的自動化進程，為企業(yè)創(chuàng)造了更高的效益。

4 結(jié)論

從煤炭開采企業(yè)巷道掘進技術(shù)應用現(xiàn)狀來看，國內(nèi)的煤炭企業(yè)對于先進技術(shù)設備的重視程度越來越高。目前，國有大型煤炭企業(yè)基本都采用機械化作業(yè)。精細的開采模式和機械自動化設備的引進是未來煤炭巷道掘進技術(shù)的發(fā)展趨勢。

[1]樊雷．我國礦井巷道掘進技術(shù)和裝備的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]．理論研究,2013(02):83．

[2]尹鵬飛,尹交英,金寶圣.淺論煤礦機械化掘進技術(shù)研究[J].科技探索,2012(08):295．

[3]郝建生.煤礦巷道掘進裝備關鍵技術(shù)現(xiàn)狀和展望[J].煤炭科學技術(shù),2014(08):42.

[4]劉萬東.煤礦綜掘、綜采工作面自動化技術(shù)發(fā)展趨勢探討[J].科技與企業(yè),2012(19):334．

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.047