煤巷綜掘技術(shù)快速掘進(jìn)淺析

周廣南

摘要：我國(guó)高產(chǎn)高效礦井建設(shè)過(guò)程中，隨著綜采技術(shù)水平的提高，采煤工藝的發(fā)展，單產(chǎn)、效率和綜采機(jī)械化程度等指標(biāo)逐年提高，采煤工作面數(shù)目大幅度減少，實(shí)現(xiàn)了增產(chǎn)靠增人、增面到增產(chǎn)、減人、減面的轉(zhuǎn)變，步入了良性發(fā)展的道路。本文闡述了我國(guó)高產(chǎn)高效礦井建設(shè)過(guò)程中，廣泛應(yīng)用的綜掘快速掘進(jìn)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：綜合機(jī)械化掘進(jìn)掘錨機(jī)連續(xù)采煤機(jī)

1概述

隨著煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，高產(chǎn)高效礦井的是煤礦企業(yè)發(fā)展的必然要求，具體要求有以下幾點(diǎn)①以大功率、高可靠性長(zhǎng)壁綜采生產(chǎn)技術(shù)為核心，提高工作面單產(chǎn)，減少回采面數(shù)目，簡(jiǎn)化巷道布置，減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)高效集約化生產(chǎn)；②改革礦井巷道布置、巷道掘進(jìn)支護(hù)，改革礦井提升和運(yùn)輸系統(tǒng)，擴(kuò)大采區(qū)(盤區(qū))尺寸，增加工作面推進(jìn)長(zhǎng)度，加大巷道的有效斷面，以實(shí)現(xiàn)綜采工作面的連續(xù)、高效生產(chǎn)；③大力采用煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)，加快煤巷掘進(jìn)速度，以適應(yīng)高產(chǎn)高效工作面快速推進(jìn)的需要；④改進(jìn)和發(fā)展煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)，解決長(zhǎng)距離、大斷面煤巷合理支護(hù)問(wèn)題，便于實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效工作面連續(xù)、安全生產(chǎn)。其中，采用綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)煤巷快速掘進(jìn)的主要途徑。所以要適應(yīng)工作面快速推進(jìn)的需要，就必須發(fā)展綜掘技術(shù)，廣泛應(yīng)用錨桿和錨網(wǎng)支護(hù)，在有條件的礦井實(shí)現(xiàn)掘錨一體化，以及推廣應(yīng)用連續(xù)采煤機(jī)，實(shí)現(xiàn)煤巷快速掘進(jìn)。

2綜掘技術(shù)簡(jiǎn)介

綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)是由掘進(jìn)機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、輸送機(jī)等組成的綜合性配套技術(shù)，在一條用掘進(jìn)機(jī)掘的巷道內(nèi)，將測(cè)量定向、掘進(jìn)、運(yùn)煤、通風(fēng)、除塵、材料運(yùn)輸、巷道支護(hù)、供水、供電、排水系統(tǒng)等設(shè)備配套成龍，形成一條效率高、相互配合、連續(xù)均衡生產(chǎn)的、完整的掘進(jìn)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)巷道掘進(jìn)、轉(zhuǎn)載、運(yùn)輸、支護(hù)機(jī)械化作業(yè)，從而提高掘進(jìn)速度和經(jīng)濟(jì)效益。

3煤巷快速掘進(jìn)的措施

3.1選用性能優(yōu)良的掘進(jìn)機(jī)，提高設(shè)備可靠性掘進(jìn)機(jī)是實(shí)現(xiàn)煤巷快速掘進(jìn)的關(guān)鍵設(shè)備。巷道掘進(jìn)效率及其經(jīng)濟(jì)效益的提高取決于選擇適應(yīng)工作狀況和條件的掘進(jìn)機(jī)。掘進(jìn)設(shè)備的工作對(duì)象是煤巖及部分礦物，工作時(shí)振動(dòng)沖擊大，加之井下環(huán)境惡劣，因此要根據(jù)使用條件進(jìn)行選擇，要求掘進(jìn)設(shè)備必須保持長(zhǎng)期連續(xù)工作。通過(guò)引進(jìn)和國(guó)產(chǎn)化工作，我國(guó)掘進(jìn)機(jī)的制造水平和使用已邁上了新臺(tái)階，開(kāi)始了我國(guó)掘進(jìn)機(jī)技術(shù)的自主發(fā)展。國(guó)產(chǎn)掘進(jìn)機(jī)在液壓、電氣、元件的選用上，必須嚴(yán)格篩選，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，對(duì)部分國(guó)內(nèi)產(chǎn)品難以過(guò)關(guān)的關(guān)鍵元器件應(yīng)當(dāng)選用先進(jìn)國(guó)家的產(chǎn)品。在齒輪傳動(dòng)裝置及機(jī)械連接裝置方面，盡量減少串聯(lián)系統(tǒng)，采用獨(dú)立部件或組件。在有條件的地方以嵌裝式結(jié)構(gòu)代替螺栓組結(jié)構(gòu)，采用模塊組裝方式，既可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，便于機(jī)械的拆裝檢修，又可大大提高設(shè)備可靠性。最終達(dá)到機(jī)器穩(wěn)定性好，截割效率高，操作、維修方便，運(yùn)行安全可靠的目的。

3.2采用現(xiàn)代化測(cè)控技術(shù)，提高機(jī)電一體化的程度首先是掘進(jìn)機(jī)操作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，包括推進(jìn)方向監(jiān)控、切割電機(jī)功率自控調(diào)節(jié)、切割斷面輪廓尺寸監(jiān)控等；其次是實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)工況監(jiān)測(cè)和故障診斷，包括供電電壓測(cè)控、電機(jī)負(fù)荷和溫度、液壓系統(tǒng)油壓、油溫及污染等監(jiān)測(cè)。通過(guò)采用現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)，對(duì)掘進(jìn)機(jī)的工況監(jiān)測(cè)、故障診斷和離機(jī)控制系統(tǒng)加以改進(jìn)和完善，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，可以最大限度地提高掘進(jìn)機(jī)的使用效果，有利于改進(jìn)和完善煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)。

3.3推廣錨桿支護(hù)，改進(jìn)運(yùn)輸方式，提高設(shè)備綜合配套能力煤巷掘進(jìn)效率低、機(jī)械不能充分發(fā)揮作用，在很大程度上與配套能力低、配套不完善有關(guān)。巷道掘進(jìn)系統(tǒng)中的主要配套環(huán)節(jié)多、包括支護(hù)、轉(zhuǎn)載、運(yùn)輸、供電、供水、通風(fēng)、降塵等，要提高煤巷掘進(jìn)效率、充分發(fā)揮機(jī)械化作用，必須提高設(shè)備綜合配套能力，使之進(jìn)一步完善。特別是支護(hù)和運(yùn)輸工作量大，占用時(shí)間多，必須解決好這兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，才能充分發(fā)揮綜掘設(shè)備的潛力。

在縮短支護(hù)時(shí)間方面，根據(jù)地質(zhì)條件，盡量采用錨桿支護(hù)，提高巷道支護(hù)效果，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，加快成巷掘進(jìn)速度。施工時(shí)采用機(jī)載錨桿鉆機(jī)打孔和安裝錨桿，減少傳統(tǒng)錨桿支護(hù)的多道施工工序，改變掘進(jìn)機(jī)割煤與錨桿鉆孔安裝不平衡的現(xiàn)象。減少錨桿有效作業(yè)時(shí)間和掘進(jìn)工作面作業(yè)人員，減少單位面積錨桿根數(shù)，從而減少錨桿施工工作量，同時(shí)采用先進(jìn)的錨桿施工機(jī)具，大幅度提高成巷速度。對(duì)于使用單體錨桿鉆機(jī)的巷道，掘進(jìn)和鉆錨不能平行作業(yè)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)快速安設(shè)臨時(shí)支架，并采用小孔徑強(qiáng)力鉆頭和高強(qiáng)度鉆桿，提高鉆進(jìn)速度，選用螺旋式錨桿鉆機(jī)，建立快速安裝系統(tǒng)，用錨桿機(jī)一次完成鉆孔、攪拌樹(shù)脂藥卷和擰緊螺母等工序，盡量縮短鉆錨時(shí)間。

在降塵方面，可采用高壓水外噴霧降塵新技術(shù)，在掘進(jìn)機(jī)安裝1臺(tái)小型增壓水泵，由掘進(jìn)機(jī)上現(xiàn)有的動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，將1MDa左右的低壓降塵水增壓至10MPa以上，并優(yōu)化噴嘴參數(shù)及安裝位置，可獲得良好的降塵效果。還可在掘進(jìn)上安裝長(zhǎng)筒式負(fù)壓2次降塵裝置，將掘進(jìn)巷道的通風(fēng)方式由單一的壓入式改為壓入與抽出式相結(jié)合的通風(fēng)方式，從而凈化綜掘斷面空氣。

3.4有條件的礦井采用掘錨機(jī)，實(shí)現(xiàn)掘錨一體化在懸臂掘進(jìn)機(jī)上加裝液壓錨桿鉆機(jī)的技術(shù)，由于掘進(jìn)機(jī)載錨桿機(jī)體積偏大，加之在采用W鋼帶時(shí)需要定位鉆孔，難度較大，目前未能在國(guó)內(nèi)推廣，需進(jìn)一步成熟完善。采用掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)，單體錨桿機(jī)鉆裝錨桿，不能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)掘進(jìn)與支護(hù)平行作業(yè)。掘錨機(jī)組的問(wèn)世，很好地解決了掘進(jìn)工作面長(zhǎng)期未能解決的掘進(jìn)和支護(hù)平行作業(yè)問(wèn)題，是對(duì)煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)的飛躍性突破，為加快掘進(jìn)開(kāi)辟了新的途徑。

3.5在條件適宜的礦井中，推廣應(yīng)用連續(xù)采煤機(jī)在美國(guó)、澳大利亞、南非等主要采煤國(guó)家，連續(xù)采煤機(jī)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。我國(guó)神華集團(tuán)上灣煤礦根據(jù)自身的特點(diǎn)引進(jìn)連續(xù)采煤機(jī)及其后配套設(shè)備，在大采高綜采工作面大斷面順槽雙巷掘進(jìn)中，實(shí)現(xiàn)了快速掘進(jìn)，創(chuàng)造了月進(jìn)3070m的世界紀(jì)錄，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。連續(xù)采煤機(jī)是現(xiàn)代化的掘進(jìn)設(shè)備，配套運(yùn)煤車、錨桿打眼機(jī)、鏟車、轉(zhuǎn)載破碎機(jī)等機(jī)械化裝備，可用于煤巷多頭掘進(jìn)，具有速度快、用人少、效率高，配套簡(jiǎn)單，安全可靠，使用方便的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)踐證明，連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)配合錨桿支護(hù)，是目前實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效工作面巷道快速掘進(jìn)成功的配套技術(shù)。

4結(jié)束語(yǔ)

采用綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)，提高了煤巷綜掘機(jī)械化水平，實(shí)現(xiàn)了煤巷快速掘進(jìn)。隨著技術(shù)的更新進(jìn)步，重型化、掘錨一體化、自動(dòng)控制及遠(yuǎn)程遙控是掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展方向，在煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)方面，主要是積極開(kāi)展巷道圍巖地質(zhì)力學(xué)測(cè)試，研究與推廣煤巷錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法，制定錨桿支護(hù)材料系列及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，完善錨桿支護(hù)施工機(jī)具，提高錨桿施工質(zhì)量檢測(cè)與監(jiān)測(cè)技術(shù)，從而擴(kuò)大煤巷錨桿使用范圍，提高煤巷快速掘進(jìn)水平、促進(jìn)高產(chǎn)高效礦井建設(shè)。

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