煤巷連采快速掘進模式的發展趨勢與關鍵技術

苗祥云

（兗礦東華重工有限公司煤機裝備制造分公司，山東 濟寧 273500）

隨著社會的快速發展，人們對礦產資源的需求越來越大，對煤炭需求的增加就需要加強對礦產資源開采的重視強度，把控好煤礦開采作業的安全性及協調性?，F代科學技術的發展，推動了開采作業的信息化、機械化、自動化，但目前巷道掘進效率和掘進技術指標仍不能夠滿足安全高效的目標管理要求，因此還需圍繞煤巷掘進工作進行嚴格把控，對掘進模式和關鍵技術進行優化創新，以提升掘進工作的技術指標，滿足煤礦開采的需要。巷道掘進的機械系統是作業聯動系統，應在共同作業的基礎上，盡可能地協調各個工序的聯動作業，發揮自動化作業的最大功效，達到快速掘進的目標。

1 煤巷掘進模式的發展趨勢

1.1 組織層面的發展

通過對煤巷掘進系統應用程序進行分析發現，相應的技術手段與創新并非是決定其未來發展的唯一因素。為了更好推進煤巷掘進模式發展，工作人員應當從組織層面對其進行整體優化。組織層面的發展不僅包括對施工人員的組織協調，還需要針對施工中出現的各種問題，進行協調管理，如對工程中支護、掘進的協調等，從而保證掘進工作的順利進行，為執行新的技術手段創造便利條件。

1.2 支護優化

煤巷掘進發展速度在一定程度上體現了相關人員的管理水平。當掘進速度提高時，掘進與支護會出現失衡現象，因此，要想真正實現支護與掘進的雙向平衡，就必須要提升施工人員專業技術水平，要求其依照掘進技術操作規范進行作業，同時做好設備維護工作。掘進作業中的關鍵環節是支護工作，所以要盡最大努力利用掘錨機，推進掘進工序和支護工序同步作業，推動掘錨一體化發展，保證掘進作業完成的高效性。

1.3 創新優化掘進設備

掘進設備是決定煤巷掘進作業施工進度的重要條件，對掘進設備采取優化創新的方式有其必要性。在對設備優化創新時，不僅要對施工中的關鍵掘進設備進行優化，同時還要對輔助設備進行創新優化，只有這樣才能保證煤巷掘進作業的穩定進行。目前煤巷掘進施工作業中通常采用的設備有掘進機、錨桿機、裝載機等，巷道的煤礦開采工作完成效率高低都與這些設備的穩定運行有直接關系，所以需要對煤巷掘進施工作業的掘進設備進行技術創新優化，以促進煤巷掘進工作的高效進行。

1.4 提升裝運速度

選擇運輸裝置時，要選擇運輸能力強的運輸裝置。如果采用膠帶傳送機，需要隨掘進頭的推移進行前移，同時還要求拆卸便捷，避免施工過程中事故的發生概率。如果利用礦車運送，應縮短調車距離，穩妥的安排好絞車，以便提調車速度的提高。

1.5 運輸系統的選擇

運輸設備能影響機械化作業的水平，煤巷掘進施工中主要的運輸設備有三類：掘進機和刮板傳輸機、掘進機和膠帶傳輸機、掘進機和礦車。前兩種作業形式屬于連續性作業，膠帶傳輸機不僅挖掘效率高，而且運輸能力強，刮板傳輸機能夠在巷道長度不夠、坡度大的環境下作業，適應性強；掘進機和礦車配合的作業形式是間斷性的裝載。選擇輸送設備一定要分析實際情況，然后選擇適合的運輸設備，提高機械化作業水平。

1.6 合理設計、優化工序

對于煤巷掘進施工而言，為提高掘進進度，避免在掘進施工中出現大的工程問題，應該對前期設計規劃進行優化創新，制定科學合理的施工工藝流程，推動相應的掘進施工能滿足煤巷掘進體系應用的基本要求。在優化煤巷掘進體系過程中，應當以協調性調控作為重點內容，對各個工序進行全方位考量，并把控好施工中的執行時間和各工序的連貫性，避免各個工序間產生大的沖突，為掘進工作的順利進行打好基礎。

2 煤巷掘進技術的發展現狀和應用情況

2.1 單功能掘進機模式

在煤礦開采的初級階段，應用最多的開采設備是懸臂式掘進機，此設備主要是與單體錨桿機共同完成煤礦資源開采的工作。此類型的掘進系統在當時情況下提高了開采的速度，有效提升了礦產資源的開采效率，提高了煤炭資源開采量，同時也縮短了施工的工期。

2.2 自行式掘運技術

相較于其他掘運技術而言，此種方式在多巷掘進中適用度較高，且有掘進速度快、驅動性強等顯著優勢。自行式掘運技術主要是將連采機與鉆車、運煤車以及履帶式連續運輸系統等多種方式配套作業，將其應用至實際施工中，可取得較好的應用效果。特別是對于多種類型的巷道掘進、支護平行作業而言尤為有效。但與其他技術相比，此種方式對于巷道底板要求相對較高，施工人員在實際施工過程中應當選用頻數較大的機械化設備完成操作。

2.3 掘錨運一體化模式

掘錨運一體化模式是利用開采設備的開采，通過掘錨機和運輸裝置進行煤礦資源的對外輸送。此模式對運輸裝置的要求不高，經過不斷的發展，能夠在頂板條件差的情況下，利用掘錨運一體化模式，選取合理位置安裝錨桿，發揮支護的作用，適應各種礦區的開采。

2.4 掘進和輔助機械配合

掘進和輔助機械配合主要體現為多種設備之間的協調配合以及輔助工序的機械化作業，其特點主要為：（1）全斷面。傳統掘進施工中大都是通過移動掘進機來滿足實際施工要求的，而新型設備作為掘錨機，其滾筒原始寬度為5.4m，不能滿足實際施工中6m的要求。為了滿足施工要求，施工人員需要將寬度加寬到6m，實現在不移動掘進機的基礎上一次達到巷道斷面、尺寸、形狀需求。（2）抽壓結合的通風方式。此種通風方式實現了壓風和抽風風量的有效協調，在一定程度上降低了粉塵濃度。現階段，一些施工企業已經研發出了儲存100m的鋼圈風筒儲存倉，風筒會隨著掘進完成自動延伸，進而真正實現風筒延伸作業機械化，為后續輔助作業機械化發展奠定了良好基礎。

3 煤巷掘進模式的關鍵技術

3.1 煤巷綜合機械化掘進技術

此技術主要的機械設備是懸臂式掘進機，同時與支護機、運輸設備共同進行巷道的掘進施工[1]。錨桿鉆機主要進行巷道的掘進工作；在進行地下巖層的施工時，由懸臂式掘進機對礦中巖層進行破碎和落煤；裝載機利用煤炭輸送裝置將煤炭輸送出去；煤炭傳輸機多數情況下選擇的是可伸縮式傳輸機，因為它具有可行走性，能很好地進行掘進工作。這是我國煤炭開采行業普遍使用的掘進方式。

3.2 錨桿支護技術

在煤巷掘進施工過程中，保障施工作業的安全性是非常重要的，為更好地進行施工工作，在支護工作中，有必要采用錨桿支護處理，這對施工安全起到了很大作用，也是一種普遍采用的技術手段。隨著當前施工作業對錨桿支護技術的要求不斷提高，為了使錨桿支護滿足施工作業要求，采用自動化控制手段操作運行顯得尤為重要，尤其是錨桿機的自動化控制技術尤為理想，不僅降低了工程施工的難度，提高了作業的準確性，同時還有力地保證了施工的安全性。

3.3 輔助作業施工機械化

煤礦開采是一項復雜的系統性施工作業，為促進煤巷掘進體系的有效進行，要在多方面對相應的輔助作業進行管理。從機械化角度考量，機械化技術的實施能大力提高輔助作業的效率，進而提高整體施工效率，縮短施工的工期。與傳統的作業形式對比，其在提高工作效率的同時，還提高了施工的安全系數，保證了煤礦開采的質量和數量。所以在進行施工作業時，一定要運用先進的技術和科學的控制管理，進而更好地完成煤礦開采工作。

3.4 動力控制聯合作業

在煤礦掘進工作中，有必要對各個工序進行控制管理工作，其中動力控制工作是施工作業的關鍵點。動力控制是一種高效的處理方式，能夠一定程度上提升施工運行的協調性。優化創新還體現在對電氣操作臺的操作協調性及準確性，當前煤巷掘進施工中的情況越來越多樣化，動力控制聯合作業就越發凸顯它的重要性[2]。

4 技術性問題探究

當前影響煤炭開采快速掘進的主要因素是機械設備、巖層的斷面、地下環境等。在頂板條件一定的情況下，為了順利完成掘進施工工作，解決掘進中遇到的各種問題，應當在施工過程中拉大空頂空間，保證施工中掘進及支護的有效空間，從而更好地進行平行作業。為應對掘進中因為支護速度慢趕不上掘進速度的問題，應該降低掘進機械速度，使掘進工作與錨桿支護工作同步，使支護工作擁有充足的時間。

想要加快掘進機的掘進能力，需要對巷道的支護作業進行調整，在掘進功率提速的情況下，增加錨桿支護機的鉆臂量，促進錨桿支護操作，同時提高施工人員的數量，提高工作效率[3]。依據進口錨具設計的分布式錨桿機，具有機動作業及施工靈活的優勢，促進了錨桿作業與掘進機械的融合，是新型的作業形式。

5 結束語

綜上所述，伴隨社會的不斷發展，對煤炭的需求逐漸加大，這就需要擴大地下煤炭的開采量。對此，需要選擇合理的開采工藝，對開采技術展開研究，并在施工過程中利用自動化、機械化設備，使其更好地進行平行作業，使掘進工作與錨桿支護工作協調同步運行，發揮自動化、信息化作業的優勢。伴隨時代的快速發展，在煤炭開采作業中需要不斷優化技術創新，提高施工效率，提升煤炭開采量，推動我國煤炭開采技術的發展[4]。