煤礦綜合機械化快速掘進技術分析

丁汝青

（兗礦能源集團股份有限公司南屯煤礦，山東 鄒城 273515）

為了能夠有效確保煤礦工業的生產速度和質量符合相關規范要求，對于煤炭開采生產過程中的相關技術、設備裝置應用等需要進行優化，以先進技術的生產設備的投入能夠在一定程度上提高煤礦生產效率的同時降低資金的投入，有利于促進煤礦產業經濟效益和社會效益協同發展，而對于煤礦產業生產過程中涉及的綜合機械化掘進技術的應用，隨著煤礦開采生產需求量的持續高走，也應當進行有效的技術優化和改進，能夠提高煤礦生產的安全指標，促進煤礦高效、高質生產。

1 簡述快速掘進技術

快速掘進屬于煤礦行業特色的研究方向，對于快速掘進技術的應用多用于煤礦開采工作中，在掘進的過程中以錨桿作為支護起到增加掘進速度的效果，在這一過程中需要注意的是錨桿安裝的穩定性，一般情況下，錨桿的打錨工作需要注重穩定性和安全性，而使用機器操作的過程能夠較好地實現這一穩定性、安全性目標，提高掘進的速度和效果，與此同時，在掘進技術的應用過程中，對于生產條件有著嚴苛的要求，以小型增壓水泵凈化空氣、降低煤塵能夠為掘進創造更好的作業環境和作業條件，而且在以小型增壓水泵進行噴灑過程中，需要保障噴灑的水量穩定并有水霧的出現，便需要對噴嘴的安裝位置進行合理配置，并做好長筒式負壓降塵裝置的配備，能夠更好地產生低壓降塵水，有利于提高掘進的速度。

2 煤礦綜合機械化快速掘進技術應用存在問題和技術要點

2.1 存在問題

就當前煤礦綜合機械化快速掘進技術的應用來看，首先，普遍存在后配套系統效率低的問題，尤其是掘錨一體機的后配套系統，由于效率較低難以發揮一體機的截割能力，從而制約了掘錨一體化技術的發展應用；其次，是掘進設備和通信、控制之間的關聯性不高，對于掘進設備不能實現集中控制，各個設備都需要單人操作，這也就導致大量人力成本的消耗，在一定程度上制約了掘進的速度，智能化的程度較低，導致工作面作業人員過多、作業效率也受到了極大的影響。

2.2 技術要點

（1）煤礦綜合機械化快速掘進過程中，對于掘進技術的應用，需要注意對合理掘進機機型的選擇，以及對設備機電一體化的強化和巷道布置為主。從合理掘進機的選擇方面來講，在煤礦綜合機械化快速掘進技術應用過程中，煤礦掘進工作的順利進行，需要科學選擇合適的掘進設備，而對于掘進設備的選擇，首先要考慮資金成本的控制，與此同時，對于掘進設備的選擇需要將質量水平放在重要位置，一般情況下，掘進設備的質量水平往往對煤礦開采生產過程起著關鍵性的作用，不僅能夠保障煤礦工作的掘進速度和質量，還能有效保障煤礦工作開展的穩定性和安全性，而且在煤礦綜合機械化掘進過程中，除了掘進設備外，還需要配合其他機械設備共同使用，以煤礦開采中巖石的硬度和煤炭掘進工作的復雜難度為基準，能夠選擇合理的掘進機械，而且對掘進機的選擇也需要同樣搭配相應的支護技術，能夠有效降低煤礦生產掘進工作的危險系數，從而在煤礦工作中更好地發揮掘進機的作用。（2）設備機電一體化的強化也需要作為重中之重，在煤礦綜合機械化作業過程中，配套設備也需要得到有效完善，就基礎的機械設備需要進行自動化的控制，充分加強設備的故障檢測功能，并建立自動化的信息采集系統，能夠及時對機械運行和負荷情況進行動態監測，如此一來，在設備存在故障的情況下，能夠以自動化的控制檢測完成對故障問題的及時診斷和檢測，是煤礦綜合機械化快速掘進技術應用過程中需要加以重視的要點。（3）巷道布置方面的綜合機械化快速掘進要點，對于各個煤層巷道頂板變化的分析，可以以通頂板礦壓監測手段來建立數據模型；在煤礦巷道的布置過程中，盡可能地避開應力集中區域，與此同時，開掘巷道如果在礦井單位在上覆采空區圍巖應力未充分穩定的情況下進行，便會導致巷道掘進期間維修量劇增，而針對上述三種情況進行巷道布設時，需要提前就礦井進行綜合分析，通過以內錯、外錯或重疊布置的方式進行巷道施工，根據礦井的實際情況采取相應措施，盡可能地保障煤礦巷道掘進能夠高效快速進行。

3 煤礦綜合機械化快速掘進技術的應用要點

3.1 測控技術應用

煤礦綜合機械化快速掘進過程中，對于現代化測控技術的應用尤為重視，通過對煤礦掘進時的溫度、壓力和電壓等進行實時監控，能夠在一定程度上完成煤礦掘進的速度和質量，從現代化測控技術智能化、數字化、網絡化和分布式化的特點可以看出，以測控、測量和電子等學科為基礎，一般涉及計算機技術、信息處理技術、電子技術、自動控制技術、測試測量技術、儀表儀器技術的網絡技術等領域，而測控技術在煤礦工作中的具體應用，能夠對一些人工無法操作的作業展開工作，完成對煤礦作業全過程的畫面傳輸，能夠極大地保障煤礦開采的質量水平和工作效率。

3.2 長壁綜采技術的應用

在綜合機械化快速掘過程中，需要配合應用長壁綜采技術，作為綜合機械化快速掘進技術的技術核心，將長壁綜采技術應用于煤礦生產開采中，能夠更好地發揮其可靠性高和功率大的特征，以長壁綜采技術的有效應用，幫助增加綜采工作面的單產量，像厚煤層中綜合機械快速掘進過程中，對于長壁綜采技術的應用，能夠根據工作面長度和走向長度的增加，進一步降低工作面數量，從而有效提高工作面的機械化應用水平，而且在長壁綜采技術的應用過程中，還能夠幫助綜合機械化快速掘進簡化工作面的巷道布設，有利于在一定程度上提高高效集約化的煤礦生產目標，做好工作面巷道的合理布置，對于實現綜合機械化快速掘進技術的高效連續應用有十分重大的意義，能夠更好地發揮綜合機械化快速掘進技術的應用效果。

例如，對于我國緩傾斜中厚煤層單一長壁綜采工藝的應用來講，其高產高效綜采面平均長度在150 ～180m，且工作面年均連續推進長度平均只有800 ～1000m，和美國連續推進長度高達2500m 相較還存在一定差距，像用于中厚煤層單一長壁綜采工藝裝備，可以通過機電一體化的綜采工藝裝備，能夠使得煤礦工作面綜采朝著功率最大化、智能化、可靠性和重型化的方向發展，能夠有效提高煤礦綜合機械化掘進的速度。而在煤礦綜合機械快速掘進過程中，配合應用長壁綜采技術，增加單產量的情況下，便能夠相對減少回采面的數量，使得煤礦工作面的巷道布置更為簡化，有利于達到煤礦工作高效、集約化生產的效果。

3.3 連續采煤機應用

在煤礦綜合機械化快速掘進過程中，對于連續采煤機的應用也至關重要，通過合理使用連續煤礦采煤機，能夠大大提高煤礦掘進工作的效率和質量，相對于其他電動設備而言更具安全性，而且煤礦作業過程中，對于連續采煤機的應用大多用于房柱式采煤法，不僅能夠靈活應用于煤礦巷道掘進，而且它還具備截割、裝載、轉載、調動行走和噴霧除塵等多種功能，在掘進過程中配備梭車、皮帶輸送機和錨桿支護等綜合機械設備，能夠更好地在房柱式采煤法中實現綜合機械化采煤，像連續式采煤機常見配套設備包括工作面運輸設備、輔助作業設備、頂板支護設備和工作面供電設備等，通過配套設備和連續采煤機共同組成了一套適用于房柱式開采、煤巷多頭掘進的新型煤礦采掘設備，能夠大大提高煤礦綜合機械化掘進的速度和掘進的質量效率，下面展示短壁成套技術和裝備的核心——連續采煤機，以橫軸式截割部進行快速截割，適用于高度為1.2 ～5.5m 的煤礦巷道掘進。

4 煤礦綜合機械化快速掘進技術的改進途徑

4.1 掘進技術創新

在煤礦開采工作中，對掘進技術的應用極為重視，而掘進技術的應用也會直接關系到煤礦開采的最終產量，因此，為了能夠有效保障煤礦開采生產的穩定性和生產效率，需要穩定掘進技術的更新周期，在煤礦實際作業中不斷改善掘進技術，進一步提高煤礦生產效率和生產速度，能夠在一定程度上增加煤礦企業的經濟效益，與此同時，對于煤礦開采工作中快速掘進技術，還需要配備相關機械設備的投入，因此，對于機械設備的綜合應用，也需要隨著技術的更迭發展而投入新的設備，確保煤礦綜合機械化快速掘進技術能夠得到較好的發展空間，在煤礦開采作業中，對綜合機械化快速掘進技術進行不斷更新和升級，有效提高生產的安全性和煤礦生產的附加值，促進我國煤礦高效、高質量生產。

4.2 設計變革創新

對于煤礦快速掘進技術的改進設計中，需要將設計改革的重點放在錨桿的支護作用創新改進上，像現階段我國常見的錨桿支護技術為煤巷錨桿支護技術，而對于這一支護技術的改進設計，可以將綜合采集面和掘進技術共同發展，為掘進錨固一體化發展打下堅實的基礎，能夠更好地支撐快速工作面的發展和生成，與此同時，在設計變革創新的過程中，還可以通過促進機械化發展的方式來改進大斷面采集的需要，逐步促進錨固一體化發展，能夠使得煤礦快速掘進技術的改進設計為煤礦采集工作面的快速發展做好鋪墊，有助于煤礦工作生產效率的進一步提高。

4.3 提高生產效率

煤礦綜合機械化掘進技術的應用旨在提高煤礦的生產效率，分析快速掘進技術的特點，能夠以綜合集成的生產設備提高煤礦的生產效率，而綜合機械化快速掘進技術本身具備高度可靠性和大功率的優勢特點，因此，在煤礦單產量的生產上本身也就具有一定的優勢，在煤礦開采工作中，應用綜合機械化掘進技術，能夠有效增加綜合采集面的推進長度，使得高效集約化的煤礦生產能夠有效應用到大功率生產全過程，大大提高了煤礦綜合機械化掘進的生產速度和生產效率。

4.4 確保施工安全指數

煤礦的開采工作本就屬于一項高危行業，因此，在礦井生產的過程中需要保證巷道生產的安全性，就礦井工作面巷道需要進行合理的布置，以便于更好地提高煤礦生產的安全指數，與此同時，對于礦井巷道的掘進技術手段也需要進行不斷優化，通過對快速掘進技術進行合理研發設計，能夠在一定程度上提高系統性能，而且還能夠進一步提升采集工作的穩定性和有效性，有助于提高煤礦綜合機械化快速掘進生產的效率，還能確保煤礦開采作業的施工安全穩定。

5 結語

綜上所述，隨著我國對煤礦作業的重視程度越來越高，煤礦生產的快速發展也對巷道掘進提出更多的要求，既要安全高效又要保證質量，因此，煤礦綜合機械化快速掘進技術的應用便顯得尤為重要，屬于煤礦開采作業的關鍵點，而根據我國煤層復雜的貯存條件來看，不同區域的煤層往往存在不同厚度，因此，對于煤巖巷道的數量也要相繼增加，并建設好合適地掘進工作面，以煤礦綜合機械化快速掘進技術從整體上提升我國綜采技術，而上述針對綜掘技術的應用要點以及具體應用和改進措施進行主要闡述，旨在為我國煤礦掘進技術的發展創造一條連續、高效、完整的掘進系統，以促進我國煤礦開采事業取得長足進展。