連采機在大采高工作面掘進作業中的應用研究

李小輝

（山西晉城無煙煤業集團寺河礦， 山西 晉城 048205）

引言

近年來，越來越多的煤礦使用連采機進行快速掘進工作。連采機具有工作速度快、作業環節少、故障率低等特點，連采設備得到采煤行業的廣泛青睞。可依然存在一些制約連采機快速作業的因素，因此，需要對連采機掘進技術進行大量的研究。

1 連采機掘進設備的合理配套

在大采高工作面進行快速挖掘時，選取合適的連采機非常重要。經過查閱資料可以發現，當工作面采高越大時，相應的圍巖運動越大，假如采高工作面大于5.5 m，將導致工作面覆巖層出現斷裂，從而使支護設備的載荷增大，導致支護不穩定，嚴重的將導致設備受到一定的破壞。現在，井下采礦作業逐漸實現大型化設備作業，同時設備的精密度逐漸提高，因此工作環節也非常復雜，增加了設備維護的難度，這樣往往會制約連采設備的開采速度，制約煤礦的開采效率，增大井下危險系數。通過調研發現，產量最好的采高高度為3～3.5 m，最大高度上限為4.5～5 m[1]。由此可以看出，采高高度最好小于5 m，表1 主要描述的是煤礦主要采煤工序所配套的設備。

2 制約巷道快速掘進的因素

經過實踐發現，影響巷道掘進速度的主要因素有瓦斯含量比較多、出煤系統故障、因瓦斯而出現斷電故障、掘進設備故障等，如圖1 所示。

表1 配套設備

圖1 巷道快速掘進的影響因素

3 促進大采高連采機快速掘進的措施

3.1 治理瓦斯

3.1.1 采前預抽

預抽煤層瓦斯主要使用穿層鉆孔法和順層鉆孔法兩個方法，鉆孔位置通常依據抽采方法、煤層傾角、巷道布置等因素。當運用抽采法時，需要對鉆探設備進行有效地評估，同時還需避免在鉆孔時使瓦斯沿著鉆孔進入開采層的采空區域[2-3]。

1）穿層鉆孔法。當保護層開采之后，相應的對其進行卸壓，使其具有較好的透氣能力，這樣可以更好地為大面積抽采創造條件。在被保護層頂板和底板開掘巷道抽采卸壓煤層瓦斯，鉆孔選用穿層以及相應的網格布置如下頁圖2 所示。

2）順層鉆孔法。通常在卸壓煤層之前實施巷道挖掘工作，下頁圖3 表示順層鉆孔法。此方法的優點是鉆孔施工速度快，封孔質量比較好，不易出現漏氣的現象。

3.1.2 邊掘邊抽

通常把鉆孔設置在卸壓區域內，如下頁圖4 所示。一般在巷道兩幫每間隔30 m，開設兩個鉆場，由鉆場迎頭方向前方打鉆實施抽采，這樣能夠提前降低前方瓦斯的壓力，從而有效地消除瓦斯爆炸的危險。

圖2 底板抽采巷預抽卸壓煤層瓦斯

圖3 順層鉆孔預抽卸壓煤層瓦斯

圖4 邊抽邊掘鉆場、鉆孔布置

3.2 提高工作人員能力素質

經過對工程實際的情況調查發現，巷道的成型質量取決于連續采煤機司機的技術。假如司機技術熟練，那么巷道的平整度較高，尺寸偏差較小，與此同時能夠極大的提高采煤機的速度。假如巷道具有較高的平整度，那么可以避免投入較多的時間進行整修，與此同時能夠有效地減少安裝支護的工作量。假如給巷道掘進提供一定的時間，同時當維修人員能夠優化自己的維修水平，這樣可以降低掘進機的故障率、減少設備維護的時間，提高掘進速度。

3.3 簡化出煤系統

經過對事故進行調查發現，復雜的煤炭生產環節是引發事故的重要原因。以某煤礦為例，依據現行的采煤系統，礦井西部有一個1.5 m 的寬膠帶，其長度為1 000 m。由于長度比較長，致使自身負荷較大，為此需要再設置一個與之匹配的膠帶，其寬度為1 m。與此同時，可以把該巷道與相應的西四巷道打通，這樣能夠有效地延長1 m 寬膠帶，從而能夠起到優化設備數量的作用，可以極大地提高系統的穩定性，避免發生不必要的事故。

3.4 多工序平行交叉作業

只有設備處于正常的運行狀態，才可以使掘進過程花費最少的時間，與此同時需要進行并行操作，這樣能夠提高掘進效率。對于瓦斯聚集比較嚴重的巷道，在開始掘進之前必須對瓦斯進行詳實的計算。鑒于此，假如能夠預測其中一條巷道存在瓦斯時，而相應的另一條巷道處于支護狀態，此時前一條巷道中的連續采煤機必須停止運行，這樣將大大制約設備的運行效率，從而嚴重影響掘進機的速度。由此可以看出，當連續采煤設備處于礦井中快速掘進雙巷道，這時可以采用多上序平行交叉作業，從而能夠有效地提高設備的開機率，進而能夠極大地提高掘進機的工作效率。

4 結語

通過分析影響大采高工作面回采巷道掘進速度的因素，提出相應的改進方法諸如：選擇合適的連采機掘進設備、采前預抽瓦斯、不斷優化工作人員的工作能力、選用平行作業工序。通過工程實踐可以發現，經過改進能夠極大地優化掘進速度。