煤礦機械化掘進技術分析

羅文明

（神池縣煤炭工業中心，山西 忻州 036100）

1 巷道掘進技術的概況

在我國，目前大多數的煤礦主要應用的掘進技術是高效懸臂式掘進機，它屬于一種綜合化機械化掘采設備，具有行走、裝運以及落煤于一體的功能，截割具有較大的寬度，它在具體的使用中要進行交叉換位施工和多巷掘進，在多短臂開采以及矩形斷面雙巷掘進中的使用非常廣泛，當前，特別是在國內，已經成為非常普遍的開采設備，在我國的很多現代高效礦井中的應用也較為廣泛，主要應用于鄂爾多斯、萬利及神東等地區礦區，目前正在進一步的推廣使用。

2 綜合機械化快速掘進的技術要求

在煤礦工作區域進行采掘的過程中，掘進技術最關鍵的在于實現機械化快速執行，本質上就是結合掘進機、裝載機以及傳送機等多種機械設備，形成一套合成的配套技術。綜合機械化具體來說快速掘進主要是依靠多方面配合測量、掘進、運煤、通風、除塵、巷道支護以及供水電系統等機械裝備，這些設備的相互配合從而形成一條效率較高且能夠連續生產的系統性的掘進技術，這種技術能夠進行巷道掘進以及裝載運輸等機械化作業，大大提高了煤礦企業的生產速度和經濟效益。從這一角度出發，機械化快速掘進的技術大大滿足了煤礦企業高產高效的基本特點，這種技術的成熟實現需要有以下四個條件的滿足：

2.1 機械化快速掘進技術的可靠性

機械化快速掘進的技術必須要具有一定的可靠性，主要是以大功率性為核心特點，在采掘形式上可以通過長壁綜采技術，這樣能夠提高煤礦采掘的工作面單產量，大大減少了回采面的數目，而且簡化了工作面的巷道布置，符合高效集約化生產的基本特點［1］。

2.2 工作面的巷道分布的合理性

合理布置礦井工作面的巷道分布，不斷改革巷道掘進過程的支護技術，提高礦井的自動化運輸系統，優化提升整個系統的性能。這需要煤礦根據自己的實際情況，結合采區工作面尺寸的變化，不斷提高采掘的工作面的推進長度，提高巷道的斷面的有效面積，這樣可以更好地滿足綜合機械化快速掘進技術的應用，保證了生產的高效性與連續性。

2.3 煤礦采掘技術的創新性

除了在機械化掘進技術的設備發展以外，還需要不斷地加大采掘技術的創新，大力投入新技術以及新設備的研發，提高煤巷掘進速度，以更好地滿足煤礦采掘工作面的要求，保證達到在高產量以及快速推進等方面的基本要求。

2.4 掘進支護技術的安全性

在不斷改善煤礦機械化快速掘進技術的過程中，必須要注意重點改善當前已有的掘進支護技術，并對支護技術進行創新發展，以解決目前大多數煤礦存在的大斷面以及長距離的巷道支護較弱等問題，提高煤礦采掘工作面的安全性，為掘進作業的快速執行打下良好的安全基礎，見圖1所示。在當前允許的條件下，可以盡量使用綜采掘進技術，逐步完成掘進以及錨固整體的發展趨勢，大力推廣連續采煤機的應用，從而能夠全面支持工作面高效掘進。

圖1 煤礦掘進作業面（m）

3 煤礦掘進的工藝與設備要素

3.1 煤礦掘進工藝

煤巷掘進的工藝過程較為復雜，在實際的操作過程中可能會出現較多的技術操作問題，甚至在具體的操作中存在明顯的矛盾。結合我國的煤礦開采情況，可以發現我國當前現存的煤巷數量比較多，分布不均勻，由于煤礦的先天性資源分布不均，導致煤礦掘進技術發展的意義變得更加具有實際價值。針對煤礦的掘進過程，其機械化的工藝流程主要包括以下多個步驟。

1）破碎工藝。以前的施工方式主要是施工人員，借助依靠人工力量進行破碎，這種工藝方式使得煤礦工人的勞動強度比較大，而且破碎的工作效率也比較低，根本不符合當前的機械化生產要求，所以這種方式已經被淘汰。現在我國的大多數煤礦企業一般都是利用全液壓式的鉆車，通過鉆爆法進行煤礦破碎技術，首先利用液壓形式的鉆車在礦床上鉆鑿幾個炮眼，然后通過炮眼進行爆破，如圖2所示。本質上是利用了機械設備代替了人工的勞動，液壓鉆車的工作過程就可以完成破巖工作，將鉆車的破巖和前行過程結合，兩道工序變為一道工序，形成比較整體的體系，明顯提高了煤礦的鉆進效率，而且基于鉆車的勻速運動使得掘進的工作質量也明顯提高［2］；

2）儲運工藝。煤礦掘進過程中必須配備有儲運系統，煤礦在機械化掘進過程中必須及時清理煤礦殘渣，否則會影響正常掘進施工。所以說，對于煤礦的機械化掘進必須要設計合理的配套方案，完善煤礦的儲運工作，這是保證煤礦機械化掘進過程順利的重中之重。

圖2 掘進炮眼位置示意圖（mm）

3.2 煤礦掘進設備

破巖裝備。一般來說破巖的設備主要依靠液壓鉆車，鉆車的行駛速度比較快，主要機構有支臂、推進器和液壓設備，支臂能夠起到一定的支撐作用，在掘進過程中能夠維護整個巷道的穩定性。其中的液壓設備主要有液壓鎖，它直接關系到整個液壓結構的支撐效果。當掘進的速度減緩時，則液壓鎖啟動，隨即關閉設備，此時需要等待掘進的設備，并且配合推進器工作；當掘進的速度比較快時，此時的儲運系統過載，導致出現超負荷工作狀態，則液壓鎖可以調整控制推進器，從而穩定生產過程。

3.3 煤礦掘進現場頂板

我國的煤礦巷道掘進技術中，如何更好地管理現場頂板直接決定著掘進作業的效率和質量，一旦現場頂板出現缺陷，將極有可能引起生產事故。在掘進工作開工之前，必須要針對煤礦巷道掘進的現場頂板必須要制定詳細的作業規程，要結合掘進工作面的實際地質條件，制定相應的現場預案，尤其是在掘進工作面的支護質量和規格等方面作出明確規定；同時掘進施工人員要嚴格遵循規程中的相關規定，在煤礦巷道掘進施工中認真做好掘進施工中的質量檢查工作，嚴禁空頂作業以消除頂板安全事故［3］。

4 結語

煤礦巷道快速掘進的施工不僅是技術問題，也是經濟問題，合理改善煤礦巷道快速掘進的施工技術工藝以及改善掘進施工的設備，不僅能夠提高施工效率，還可使企業獲得豐厚的經濟收益。只有堅持依靠科技手段，不斷開發高新設備，改善工藝流程，進行科學管理，才能不斷提高施工的效率和質量。

［1］趙學社.煤礦高效掘進技術現狀與發展趨勢［J］.煤炭科學技術，2007，11（4）：111－120.

［2］王艷軍，朱延霞.煤礦機械化掘進技術探討［J］.科技創新與應用，2012，23（13）：98－102.

［3］李鵬達.煤礦機械化掘進發展狀況研究［J］.科技信息，2012，11（21）：414－423.