淺談如何提高煤巷綜掘掘進(jìn)速度

張新華

摘要：隨著綜采技術(shù)水平的提高， 快速、安全、高效地掘進(jìn)巷道已經(jīng)成為煤礦生產(chǎn)的先決條件，如何提高巷道掘進(jìn)水平是擺在煤礦邁上現(xiàn)代化、走上集約化和可持續(xù)發(fā)展道路的關(guān)鍵。筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，淺談一下對(duì)提高煤巷綜掘掘進(jìn)速度的認(rèn)識(shí)，以便于同行交流或參考。

關(guān)鍵詞：煤巷 掘進(jìn)技術(shù)錨桿支護(hù)

0 引言

近年來(lái)，隨著煤炭市場(chǎng)的逐步好轉(zhuǎn)和國(guó)家對(duì)煤炭企業(yè)扶持政策的傾斜，為煤炭生產(chǎn)企業(yè)提供了空前機(jī)遇。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。而快速、安全、高效地掘進(jìn)巷道才是煤礦生產(chǎn)的先決條件，是保證正常的采掘銜接、建設(shè)安全高效礦井的必要條件。隨著華電集團(tuán)燃煤需求的不斷增長(zhǎng)，華電煤業(yè)集團(tuán)煤炭開發(fā)力度也在不斷加大，多個(gè)大型礦井已投入建設(shè)。目前，內(nèi)蒙古不連溝煤礦（1000萬(wàn)噸/年）09年即將投產(chǎn)，華電煤業(yè)集團(tuán)以安全求生存、以科技促發(fā)展、以管理要活力，采取主動(dòng)措施，積極引進(jìn)新技術(shù)新設(shè)備，為今后煤礦的高產(chǎn)高效奠定基礎(chǔ)。

1 提高機(jī)械裝備和工程技術(shù)水平是實(shí)現(xiàn)煤巷綜掘快速掘進(jìn)的基礎(chǔ)

1.1 提高掘進(jìn)機(jī)裝備水平 國(guó)外掘進(jìn)機(jī)設(shè)備可分為兩類:一類是歐洲國(guó)家普遍使用的懸臂式掘進(jìn)機(jī)，它適應(yīng)范圍廣，但掘進(jìn)、支護(hù)不能平行作業(yè)，掘進(jìn)效率低，開機(jī)率低；另一類是以美國(guó)和澳大利亞為代表的連續(xù)采煤機(jī)和掘錨機(jī)組，兩者均可實(shí)現(xiàn)煤巷的快速掘進(jìn)，開機(jī)率較高，掘進(jìn)效率高。具有代表性的掘錨機(jī)組為奧地利奧鋼聯(lián)公司的ABM20型、美國(guó)JOY公司的ISS型。

我國(guó)大多數(shù)礦井煤巷綜掘施工一般采用懸臂掘進(jìn)機(jī)配單體錨桿鉆機(jī)的作業(yè)方式，為提高煤巷錨桿支護(hù)的機(jī)械化程度，國(guó)內(nèi)曾經(jīng)嘗試過(guò)對(duì)現(xiàn)有綜掘機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造，相繼研制了與AM50型和S100型掘進(jìn)機(jī)配套的JMZ22型機(jī)載錨桿鉆機(jī)。由于傳統(tǒng)的掘進(jìn)機(jī)在設(shè)計(jì)之初沒有考慮錨桿機(jī)的配置問題，使掘錨相互干擾嚴(yán)重，應(yīng)用效果較差。為進(jìn)一步提高煤巷綜掘施工的裝備和技術(shù)水平，促進(jìn)煤巷單進(jìn)水平大幅提高，實(shí)現(xiàn)煤巷掘進(jìn)優(yōu)質(zhì)、快速、安全和高效，掘錨一體化是發(fā)展趨勢(shì)。

1.2 加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)因素的探查 各地質(zhì)因素對(duì)綜合掘進(jìn)的影響是不同的，煤層被作為最主要的影響因素。煤厚不滿足，就談不上綜掘，在選擇布置綜合掘進(jìn)工作面時(shí)，要對(duì)煤層厚度分布進(jìn)行全面的探究；應(yīng)盡量避開斷層構(gòu)造對(duì)綜掘的影響，并將綜掘工作布置在煤層傾角較小的采區(qū)；根據(jù)煤的軟硬程度應(yīng)選擇適當(dāng)功率的綜掘機(jī)械，煤層中含有夾石的情況常有發(fā)生，一般均可直接截割，遇夾石較厚、較硬的砂巖夾石時(shí)，對(duì)機(jī)械的損害較大，放炮松動(dòng)后再進(jìn)行機(jī)械截割。

1.3 提高錨桿支護(hù)速度和質(zhì)量 我國(guó)煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。但與國(guó)外先進(jìn)水平相比還有較大差距，主要表現(xiàn)在:

1.3.1 煤巷錨桿支護(hù)成巷速度低。主要原因是目前的掘進(jìn)機(jī)主力機(jī)型適應(yīng)性和可靠性比較差，尤其是掘進(jìn)與支護(hù)不能平行作業(yè)。

1.3.2 錨桿錨固力低，支護(hù)密度大。這些均制約了煤巷掘進(jìn)速度，也成為制約煤巷錨桿支護(hù)推廣應(yīng)用的主要問題。

為此，錨桿支護(hù)巷道首先要保證巷道成形好，其次是要及時(shí)支護(hù)頂幫，再次是錨桿的安裝質(zhì)量，只有在巷道施工安全的前提下才能在快速施工上做文章。我們得出的經(jīng)驗(yàn)是：①采用超前錨桿支護(hù)控頂。綜掘機(jī)割煤后，如果巷道頂板破碎成形不好，必然給錨桿支護(hù)帶來(lái)困難。為此，采用超前錨桿支護(hù)掘前巷道頂板。②用錨索替代頂板錨桿。由于錨索承載力大于錨桿承載力，用錨索代替頂板錨桿，在不影響巷道支護(hù)效果的情況下，可適當(dāng)增大錨桿間排距。③采用新型高強(qiáng)度、高可靠性、高預(yù)緊力的錨桿，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有楔縫、漲殼、倒楔錨桿、鋼絲繩或鋼筋砂漿錨桿、木錨桿、竹錨桿、內(nèi)漲錨桿、管縫錨桿、樹脂錨桿、水泥錨桿、爆擴(kuò)錨桿、預(yù)應(yīng)力注漿大錨索等十幾個(gè)系列品種。我們公司通過(guò)加大直徑，加大長(zhǎng)度，并改進(jìn)錨桿材料，改進(jìn)錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)，以求減少錨桿數(shù)量，提高巷道穩(wěn)定性，提高工效，為快速掘進(jìn)創(chuàng)造有利條件。國(guó)內(nèi)外相關(guān)部門，對(duì)研制高強(qiáng)度、耐腐蝕、低成本的非金屬錨桿產(chǎn)品高度重視，不惜投入大量人力、物力進(jìn)行研究，其中玻璃纖維增強(qiáng)塑料錨桿是主要的攻關(guān)方向。它是由玻璃纖維和合成樹脂經(jīng)復(fù)合工藝制作而成的。

1.4 加強(qiáng)頂板管理與礦壓觀測(cè) 掘進(jìn)過(guò)程中，礦井的礦山壓力不斷增大，加強(qiáng)對(duì)巷道進(jìn)行礦壓觀測(cè)工作尤為重要，定期對(duì)巷道進(jìn)行礦壓觀測(cè)，實(shí)測(cè)巷道頂板的下沉量，確定巷道壓力較大地段，采取加大錨桿支護(hù)密度或背棚等措施加強(qiáng)支護(hù)。

2 提高管理水平是實(shí)現(xiàn)煤巷綜掘快速掘進(jìn)的保證

2.1 重視員工素質(zhì)問題 有先進(jìn)的設(shè)備，還必須有高素質(zhì)的職工隊(duì)伍和管理水平，因此我公司仍需繼續(xù)加強(qiáng)培訓(xùn)工作，建立起高素質(zhì)和高管理水平的職工隊(duì)伍。在綜掘快速掘進(jìn)過(guò)程中，掘進(jìn)機(jī)司機(jī)水平的高低，很大程度上決定了所掘巷道的質(zhì)量、速度，并直接關(guān)系到效益。另外機(jī)電維修人員必須掌握現(xiàn)場(chǎng)所有設(shè)備的結(jié)構(gòu)、性能、原理和用途掌握機(jī)修維護(hù)的基礎(chǔ)知識(shí)、常見設(shè)備故障、診斷方法、設(shè)備事故處理措施。

2.2 開展勞動(dòng)競(jìng)賽實(shí)行激勵(lì)政策 建立健全獎(jiǎng)罰制度，調(diào)動(dòng)施工單位的積極性和主動(dòng)性。由機(jī)電隊(duì)長(zhǎng)、機(jī)電技術(shù)員每月組織一處理論和實(shí)踐考核，提出合理化建議或技術(shù)革新，并對(duì)取得明顯經(jīng)濟(jì)效益的，實(shí)行獎(jiǎng)勵(lì)。以安全“質(zhì)量”進(jìn)尺為內(nèi)容對(duì)各班進(jìn)行嚴(yán)細(xì)考核，從而形成班組相互競(jìng)賽、相互監(jiān)督、相互學(xué)習(xí)和“比、學(xué)、趕、幫、超”的濃厚競(jìng)爭(zhēng)生產(chǎn)氛圍。

2.3 配備先進(jìn)的施工組織和施工管理方法 優(yōu)化勞動(dòng)組合，實(shí)現(xiàn)正規(guī)循環(huán)作業(yè)是提高生產(chǎn)速度的重要保證，抓好勞動(dòng)組織的重點(diǎn)在于各工序間的轉(zhuǎn)換、銜接和平行交叉。此外還應(yīng)建立健全各種規(guī)章制度，包括現(xiàn)場(chǎng)交接班、崗位責(zé)任、質(zhì)量驗(yàn)收、設(shè)備維修、技術(shù)管理和材料管理制度等，實(shí)現(xiàn)區(qū)隊(duì)管理制度化、規(guī)范化。在技術(shù)管理上，要堅(jiān)持正規(guī)作業(yè)循環(huán)和多工種平行作業(yè)，這是實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的有效方式。

3 結(jié)束語(yǔ)

自2008年以來(lái)，國(guó)內(nèi)大型煤炭企業(yè)積極投入資金，加大煤礦生產(chǎn)的科技含量，山西潞安王莊煤礦以“煤巷掘進(jìn)自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)踐”為課題，堅(jiān)持核心技術(shù)自主創(chuàng)新的原則，先后完成了井下圍巖穩(wěn)定控制理論與技術(shù)、掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)化控制、掘進(jìn)機(jī)機(jī)載支護(hù)及支護(hù)質(zhì)量自動(dòng)控制技術(shù)、井下除塵技術(shù)等多個(gè)子課題的研究和探索，實(shí)現(xiàn)了煤礦井下大斷面巷道的安全、高效、自動(dòng)化掘進(jìn)。特別是該礦研發(fā)和應(yīng)用了自動(dòng)化掘進(jìn)機(jī)、機(jī)載錨桿打鉆系統(tǒng)、離心濕式風(fēng)幕除塵系統(tǒng)及自動(dòng)化集成和數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)等國(guó)內(nèi)先進(jìn)技術(shù)，其中多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。整個(gè)自動(dòng)化掘進(jìn)工作面最高日進(jìn)尺達(dá)26米，平均日進(jìn)尺達(dá)21米，最高月進(jìn)尺達(dá)618米，平均掘進(jìn)工效提高了3倍，達(dá)到1.2米/工，每年可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益1300多萬(wàn)元。

在新的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下，煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)是煤礦生產(chǎn)面臨的一個(gè)技術(shù)難題。要根據(jù)礦井具體條件，及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)，提高單機(jī)作業(yè)效率，強(qiáng)化科學(xué)管理，調(diào)動(dòng)職工積極性，組建一支過(guò)硬的掘進(jìn)隊(duì)伍，提高單巷掘進(jìn)水平。另外錨桿支護(hù)技術(shù)需要盡快實(shí)現(xiàn)科學(xué)化、系統(tǒng)化、規(guī)范化，推動(dòng)快速掘進(jìn)技術(shù)的全面發(fā)展，為更好地協(xié)調(diào)采掘關(guān)系，為礦井的高產(chǎn)高效建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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