煤礦斜井綜掘機快速掘進施工技術(shù)管理研究

朱騰飛 劉顏

山東新巨龍能源有限責任公司 山東菏澤 274000

井工采掘過程中，多種形式的巷道涌現(xiàn)出來，根據(jù)巷道的位置，巷道可以大致分為巖巷和煤巷，處于煤層中的巷道稱為煤巷，處于巖層中的巷道稱之為巖巷。如若采掘巖巷，則不適宜選取持續(xù)的采掘機，這是因為持續(xù)采掘難以完成巷道的高效采掘，且?guī)r石太硬，破巖需要的時間較長。通過使用持續(xù)性采煤機完成煤巷的迅速掘進，由于煤礦煤體的強度有高低之分，煤礦巷道由煤巷和巖巷組成，煤巷占比較大，然而巖巷的存在也不容忽視，所以有效提升巖巷的快速挖掘有利于提高煤礦開采的效益。

1 影響煤礦井下巷道快速成型的因素

影響煤礦井下的綜采作業(yè)效率的因素具有多樣性，除了綜采作業(yè)人員的因素之外，主要受地質(zhì)因素、支護因素和設(shè)備因素三個方面的影響。地質(zhì)因素主要是指井下巷道頂板穩(wěn)定性差、頂板結(jié)構(gòu)強度弱，導(dǎo)致難以形成穩(wěn)定的支護體系，同時當巷道頂板尺寸過高時會導(dǎo)致掘錨機和錨桿鉆機等設(shè)備尺寸不足，掘進作業(yè)后形成一個較大的空頂，臨時支護時存在極大的施工作業(yè)風險，嚴重影響了支護作業(yè)的時間。支護因素主要是指由于支護過程中的底板幫錨桿的位置和掘錨機行走機構(gòu)的高度一致，因此導(dǎo)致在支護作業(yè)過程中作業(yè)人員必須對支護錨桿的底板進行補打作業(yè)，受空間限制，補打作業(yè)只能逐個進行，因此嚴重限制了井下巷道頂板的支護作業(yè)效率。設(shè)備因素主要是指在井下支護作業(yè)時只能通過人工轉(zhuǎn)運支護材料的方式進行，作業(yè)人員的勞動強度極大，難以進一步提升支護效率，最好的方案是制作簡易運輸設(shè)備，輔助支護材料搬運，同時優(yōu)化支護方式，減少支護材料[1]。

2 煤巷快速掘進施工技術(shù)對策探討

2.1 確保掘進技術(shù)裝備整體水平

結(jié)合煤層條件、頂?shù)装鍘r性，以及地質(zhì)構(gòu)造、煤層性質(zhì)等，選用適合的掘進設(shè)備，確保掘進機的性能、截割能力、截齒抗壓強度等達到要求，以此獲得煤巷機械化連續(xù)掘進施工的最佳效果，有效增加掘進的速度、降低工作人員的工作強度。需要注意的是，掘進機使用的為集中潤滑系統(tǒng)，設(shè)備不易于發(fā)生故障，所以可減少維護的次數(shù)和費用。運輸設(shè)備、支護設(shè)備不斷完善，能結(jié)合采煤工作面裝載機自移裝置工作原理，對掘進工作面帶式運送機尾自移裝置加以研究，使得掘進具備自移功能[2]。

此外，引進掘進機相匹配的錨桿鉆機非常必要，有助于確保打眼施工質(zhì)量、錨桿支護速度，不斷創(chuàng)新煤巷機械化快速掘進機作業(yè)線，減少掘進作業(yè)時間、支護作業(yè)時間，使得巷道盡快完成掘進作業(yè)。

2.2 氣腿式鑿巖機巖巷掘進

液壓鉆車雖然具有諸多優(yōu)勢，但也存在一系列缺點，諸如難以適應(yīng)地質(zhì)條件，而且購買花費較高等問題。該設(shè)備與耙斗裝巖機共同工作，以完成巖巷采掘工作。

氣腿式鑿巖機特點和長處是：第一，各工序間的平行作業(yè)能夠同時完成，且能夠顯著提升破巖的速度和效果，提升了作業(yè)效益；第二，采掘工藝相對成熟，有很好的地質(zhì)條件適應(yīng)能力，掘進斷面的尺寸對其打眼、鑿巖不會造成太大影響。第三，破巖的效益總體比較高，掘進量是30-40m3/h，處于正常作業(yè)情況。氣腿式鑿巖機在井下工作過程中移動起來也較為便捷，這是因為該設(shè)備的體積較小。鑿巖機（氣腿式）盡管具有明顯的優(yōu)勢，但也存在諸多缺點，其中包括機械運作中機械自動化程度較低、作業(yè)人員工作強度大、安全系數(shù)較低、沒有辦法滿足機械化裝巖要求。氣腿式鑿巖機的這些缺點制約著它掘進的速度，從而造成它的普適性比較差，只能用在煤礦采掘中的較小斷面巖巷掘進施工。

2.3 完善支護方式和參數(shù)

巷道圍巖的性質(zhì)有所差異，并且支護方式、參數(shù)區(qū)別非常大，需結(jié)合頂?shù)装鍘r性因素、地應(yīng)力分布規(guī)律因素和煤層性質(zhì)因素等，選擇和圍巖性質(zhì)匹配的支護方式、參數(shù)，不斷完善支護設(shè)計、降低支護循環(huán)作業(yè)時間，滿足巷道快速掘進施工的相關(guān)標準。如果頂板破碎底鼓嚴重，建議將巷道斷面設(shè)置為拱形，以此有效降低巷道受力，確保巷道掘進工作效率，避免發(fā)生應(yīng)力集中問題。在頂板完整和巖性較佳條件下，可通過增加錨桿支護時間的方式排距，降低巷道支護量、加快實際掘進的速度。巷道臨時支護，對掘進支平行作業(yè)的影響非常大，臨時支護簡單則會對巷道掘進施工安全構(gòu)成不良影響。臨時支護無法達到科學、合理的要求，對于巷道掘進速度的威脅較大，故而需要不斷研究新型機載臨時支護設(shè)備，有效取代以往前探梁支護設(shè)備，進而保障巷道整體掘進工作質(zhì)量[3]。

3 結(jié)語

①影響煤礦井下的綜采作業(yè)效率的因素主要包括地質(zhì)因素、支護因素和設(shè)備因素三個方面；②臨時前探支護的方案，是在礦井掘進機的機體上設(shè)置一個頂板防護棚，在錨護作業(yè)的過程中形成一個穩(wěn)定的臨時通道，防止作業(yè)過程中頂板的冒落，確保井下支護作業(yè)的效率和穩(wěn)定性；③自動托送網(wǎng)機構(gòu)實際的定位精度可達±5mm，同時能將支護時的一次到位率提升到97% 以上；④采用前探支護設(shè)備和增加自動托送網(wǎng)機構(gòu)的方案能夠?qū)⒕孪锏谰蜻M效率提升17% 以上，將巷道支護周期降低21% 以上，對提升井下支護效率的精度具有十分重要的意義。