對煤炭開采企業(yè)巷道掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀的探討

辛銀春（山西寧武大運(yùn)華盛莊旺煤業(yè)有限公司,山西 寧武 036700）

對煤炭開采企業(yè)巷道掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀的探討

辛銀春
（山西寧武大運(yùn)華盛莊旺煤業(yè)有限公司,山西 寧武 036700）

巷道掘進(jìn)是煤炭實(shí)地開采的一個主要環(huán)節(jié)，掘進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的采用直接影響著煤炭開采的進(jìn)度和效益。目前，我國大部分煤炭開采企業(yè)使用大型機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)。本文分析了機(jī)械掘進(jìn)的現(xiàn)有技術(shù)，探討了。

煤炭;掘進(jìn);先進(jìn)技術(shù)；現(xiàn)狀

我國煤炭開采技術(shù)和設(shè)備的落后一直制約著煤炭行業(yè)的機(jī)械化進(jìn)程。目前我國的煤炭開采以井下作業(yè)為主，提高巷道掘進(jìn)技術(shù)和裝備水平是煤炭企業(yè)高效集約化發(fā)展和生產(chǎn)過程安全、潔凈的重要保障。

1 現(xiàn)階段常見的巷道掘進(jìn)方式

隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異的發(fā)展，目前我國煤炭企業(yè)使用了先進(jìn)的自動、半自動機(jī)械化設(shè)備和科學(xué)的技術(shù)手段，提高煤炭開采過程的機(jī)械化和電氣化有利于提高掘進(jìn)工作的效率和巷道的使用壽命，為煤炭企業(yè)節(jié)省大量的財力，實(shí)現(xiàn)企業(yè)利潤的增值。目前應(yīng)用最廣泛的煤炭開采企業(yè)巷道掘進(jìn)技術(shù)有三種：

1.1 綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)

綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)主要是指通過綜合掘進(jìn)機(jī)設(shè)備和供電通風(fēng)除塵設(shè)備儀器系統(tǒng)完成破煤、裝煤、轉(zhuǎn)載運(yùn)輸、以及支護(hù)工作。其中主要的設(shè)備是懸臂式掘進(jìn)機(jī)。與鉆爆發(fā)相比，巷道掘進(jìn)機(jī)具有可連續(xù)掘進(jìn)、施工過程穩(wěn)定安全、掘進(jìn)速度大幅度提高的優(yōu)勢。目前國內(nèi)巷道掘進(jìn)機(jī)的平均日進(jìn)尺在10m以上，極大的提高了掘進(jìn)的速度。我國自主研發(fā)的掘進(jìn)機(jī)有200多種機(jī)型，最先進(jìn)的EBJ-120TP型巷道掘進(jìn)機(jī)不但可以適用各種巷道掘進(jìn)，而且機(jī)身小巧穩(wěn)定，可以自動進(jìn)行故障和工礦的檢測。

1.2 連續(xù)采煤技術(shù)

對于大斷面連續(xù)作業(yè)可以采用連續(xù)采煤機(jī)。這種采煤機(jī)集挖掘、采集、裝備和運(yùn)輸為一體，在大寬度煤層的掘進(jìn)工程中占有巨大優(yōu)勢。連續(xù)采煤技術(shù)通過采掘運(yùn)輸和錨桿支護(hù)工作的同時進(jìn)行來提高掘進(jìn)速度。與懸掛式掘進(jìn)機(jī)相比，連續(xù)采煤設(shè)備掘進(jìn)速度更快，采煤過程更加系統(tǒng)自動化，能夠更多的節(jié)約成本。連續(xù)采煤機(jī)按照運(yùn)輸方式的不同可分為間斷式運(yùn)輸和連續(xù)運(yùn)輸兩種設(shè)備配置。但是連續(xù)采煤設(shè)備對使用環(huán)境的要求較高，只能用于大面積煤層的雙巷和多巷的采掘，不能進(jìn)行單巷掘進(jìn)，在一定程度上限制了國內(nèi)煤礦礦企業(yè)對連續(xù)采煤技術(shù)的應(yīng)用。

圖1 EBZ-150A懸臂式掘進(jìn)機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖和外觀圖

1.3 掘錨設(shè)備一體化技術(shù)

巷道掘進(jìn)和巷道支護(hù)是煤炭開采巷道掘進(jìn)工作的兩個主要方面。掘錨一體機(jī)就是一種將這兩項工作有機(jī)統(tǒng)一起來的設(shè)備。掘錨設(shè)備一體化技術(shù)是我國自主創(chuàng)新的項目，能夠系統(tǒng)合理的進(jìn)行巷道掘進(jìn)和錨桿支護(hù)工作，是提高掘進(jìn)速度和增強(qiáng)支護(hù)換位水平的有效途徑和手段。目前掘錨一體化設(shè)備主要分為兩類，一類是用掘進(jìn)和支護(hù)作業(yè)同時進(jìn)行的方式，即同一掘進(jìn)循環(huán)中，掘錨機(jī)整體不行走，割煤滾筒和運(yùn)輸機(jī)向前進(jìn)行煤層開采的同時，錨桿鉆機(jī)同時跟進(jìn)開始進(jìn)行打眼支護(hù)；一類是先割煤后進(jìn)行錨固支護(hù)的方式，即截割工作進(jìn)行時，錨桿鉆機(jī)不前進(jìn)而是在頂板側(cè)幫進(jìn)行打眼支護(hù)。掘錨一體機(jī)創(chuàng)新了采掘流程和工序，極大的解放了勞動力，提高了掘進(jìn)工作的可靠性和安全性。

2 影響礦井巷道掘進(jìn)作業(yè)的主要因素

煤炭開采是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在巷道掘進(jìn)工作中，任何的環(huán)境因素和人為因素都會限制掘進(jìn)作業(yè)的水平和速度。因此，分析影響巷道掘進(jìn)作業(yè)的主要影響因素并著力減少不良因素的影響，有利于提高井下作業(yè)的效率和安全系數(shù)，盡量避免掘進(jìn)事故的發(fā)生。

2.1 煤炭開采環(huán)境

煤炭資源的儲存環(huán)境比較復(fù)雜，煤炭開采的地點(diǎn)、地質(zhì)構(gòu)造等因素都直接影響著掘進(jìn)作業(yè)的難易程度和安全系數(shù)。例如，硬度較高的地質(zhì)條件雖然會在一定程度上增加挖鉆的難度，但是有利于錨固支桿的設(shè)置，不容易發(fā)生坍塌冒頂事故；開采地點(diǎn)的地下水位、瓦斯?jié)舛鹊纫苍谝欢ǔ潭壬嫌绊懼锏谰蜻M(jìn)的進(jìn)程和施工成本，考驗著防護(hù)設(shè)施的可靠性。優(yōu)質(zhì)的地質(zhì)構(gòu)造往往不需要進(jìn)行太多的支撐工作和瓦斯防護(hù)，同時自然災(zāi)害發(fā)生較少的地段也更有利于采掘工作的進(jìn)行。

2.2 采掘技術(shù)和設(shè)備

在相同的地理條件下，先進(jìn)的采掘技術(shù)和機(jī)械化的采掘裝備無疑是提高掘進(jìn)速度、增加安全系數(shù)、提高企業(yè)收益的重要保障。過去煤炭巷道采掘作業(yè)主要包括鉆眼、裝運(yùn)與爆破三個工序。目前，單工序操作已經(jīng)向機(jī)械化系統(tǒng)作業(yè)的方向轉(zhuǎn)化；破巖方式從爆破法向機(jī)械破巖方向轉(zhuǎn)化；氣腿鑿巖機(jī)逐漸被全斷掘進(jìn)機(jī)取代。采掘新技術(shù)和設(shè)備的引進(jìn)大范圍的提高了掘進(jìn)的效率，精益化的開采模式為煤炭企業(yè)節(jié)約了大量的人力物力成本。

2.3 人員因素

管理者和施工者是掘進(jìn)工作中的最不可控因素。首先，施工者的技術(shù)水平和作業(yè)規(guī)范直接決定了掘進(jìn)設(shè)備能否正常工作、采掘工作能否安全進(jìn)行。因此，要加強(qiáng)對施工者的基礎(chǔ)培訓(xùn)，提高掘進(jìn)工作者，尤其是掘進(jìn)機(jī)操作人員的綜合素質(zhì)。其次，管理者對于施工過程的管理和監(jiān)控對掘進(jìn)作業(yè)的影響也很大。目前很多煤炭企業(yè)的管理層片面的追求企業(yè)效率和掘進(jìn)進(jìn)度，忽視了對工程和施工人員的合理安排，無視采煤工作的規(guī)范制度，不但會影響采掘工作的規(guī)范進(jìn)行，而且會埋下嚴(yán)重的安全隱患。

3 大運(yùn)華盛莊旺煤業(yè)綜掘技術(shù)的應(yīng)用

3.1 大運(yùn)華盛莊旺煤業(yè)礦井簡介

山西寧武大運(yùn)華盛莊旺煤業(yè)有限公司位于寧武縣鳳凰鎮(zhèn)莊旺村，目前為生產(chǎn)礦井。本礦井于2012年12月25日正式通過總體竣工驗收。井田面積為6.8454km2，批準(zhǔn)開采井田范圍內(nèi)的2～5號煤層，核準(zhǔn)生產(chǎn)能力為1.50Mt/a。

井田開拓方式為斜井開拓，井田范圍內(nèi)布置三個井筒：主斜井、副斜井、回風(fēng)立井。主斜井裝有帶式輸送機(jī)，擔(dān)負(fù)礦井的煤炭主提升任務(wù)，同時兼作礦井的進(jìn)風(fēng)井和安全出口；副斜井裝備單鉤串車，擔(dān)負(fù)礦井的材料、設(shè)備和人員的提升下放任務(wù)，同時兼作礦井的進(jìn)風(fēng)井和安全出口；回風(fēng)立井為圓形斷面，裝備灌漿管路和折返式金屬梯子間，作為礦井的專用回風(fēng)井和另一安全出口。

3.2 大運(yùn)華盛莊旺煤業(yè)綜合掘進(jìn)機(jī)介紹

大運(yùn)華盛莊旺煤業(yè)的掘進(jìn)工程使用的是EBZ-150A懸臂式掘進(jìn)機(jī)。它具有截割部可伸縮、爬坡能力強(qiáng)、運(yùn)輸通暢、焊接結(jié)構(gòu)，剛性好，可靠性高、電氣系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，液晶漢字動態(tài)顯示、重心低，穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。

該機(jī)由：1.截割機(jī)構(gòu)；2.裝載機(jī)構(gòu)；3.運(yùn)輸機(jī)構(gòu)；4.機(jī)架及回轉(zhuǎn)臺；5.行走機(jī)構(gòu)；6.液壓系統(tǒng)；7.電氣系統(tǒng)；8.供水系統(tǒng)；9.操作臺構(gòu)成，該掘進(jìn)機(jī)主要用于煤巖硬度≤f7.5的煤巷、半煤巖巷以及軟巖的巷道、隧道快速掘進(jìn)，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)截割、裝載、運(yùn)輸作業(yè)。最大定位截割斷面24m2，最大截割硬度≤75MPa，縱向工作坡度±16°。外觀和結(jié)構(gòu)如圖1所示。

大運(yùn)華盛莊旺煤業(yè)機(jī)械掘進(jìn)設(shè)備的使用，極大的保障了礦井的安全建設(shè)和煤炭開采的順利進(jìn)行。大運(yùn)華盛莊旺煤業(yè)在掘進(jìn)工作中著力推進(jìn)機(jī)械化進(jìn)程，促進(jìn)了采煤工作的自動化進(jìn)程，為企業(yè)創(chuàng)造了更高的效益。

4 結(jié)論

從煤炭開采企業(yè)巷道掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀來看，國內(nèi)的煤炭企業(yè)對于先進(jìn)技術(shù)設(shè)備的重視程度越來越高。目前，國有大型煤炭企業(yè)基本都采用機(jī)械化作業(yè)。精細(xì)的開采模式和機(jī)械自動化設(shè)備的引進(jìn)是未來煤炭巷道掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展趨勢。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.047