煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)分析

黃新兵

（國(guó)家能源寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司羊場(chǎng)灣煤礦，銀川 751400）

1 煤巷快速掘進(jìn)的影響因素

根據(jù)煤巷的掘進(jìn)情況與施工作業(yè)原理進(jìn)行分析，對(duì)快速掘進(jìn)產(chǎn)生影響的因素主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面。

1.1 煤層巷道的地質(zhì)條件

對(duì)煤巷進(jìn)行掘進(jìn)的時(shí)候，巷道條件是對(duì)其產(chǎn)生影響的最大因素[1]。如若巷道巖層的硬度過高，便會(huì)造成其掘進(jìn)作業(yè)難度更大，且在不斷掘進(jìn)當(dāng)中會(huì)對(duì)器械產(chǎn)生比較大的磨損，進(jìn)而對(duì)煤巷快速掘進(jìn)的效率產(chǎn)生重要影響。除此之外，巖層的實(shí)際滲水情況與瓦斯等，都是巷道的實(shí)際地質(zhì)條件。

1.2 掘進(jìn)設(shè)備的技術(shù)性能

掘進(jìn)設(shè)備的技術(shù)性能是對(duì)掘進(jìn)速度產(chǎn)生影響的主要原因，現(xiàn)階段，我國(guó)的快速掘進(jìn)設(shè)備和發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)行對(duì)比依然存在差距，這對(duì)快速掘進(jìn)的速度產(chǎn)生巨大影響，特別是對(duì)于重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)的研究與開發(fā)上，我國(guó)依然缺少獨(dú)立技術(shù)，這是當(dāng)前我國(guó)掘進(jìn)設(shè)備的不足所在。

1.3 掘進(jìn)支護(hù)的施工工藝

現(xiàn)階段的煤巷快速掘進(jìn)中，許多作業(yè)都是在支護(hù)工藝的基礎(chǔ)上，進(jìn)而對(duì)掘進(jìn)機(jī)的效率產(chǎn)生了制約?，F(xiàn)階段，我國(guó)最為明顯的問題主要是支護(hù)作業(yè)存在一定的滯后性，例如，對(duì)錨桿進(jìn)行打眼的時(shí)候發(fā)生跑偏的現(xiàn)象，且對(duì)錨桿進(jìn)行排列方面也是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，造成支護(hù)速度沒有辦法跟上掘進(jìn)作業(yè)的速度。

1.4 企業(yè)工作人員的專業(yè)技能

現(xiàn)階段，大部分企業(yè)在對(duì)新型設(shè)備進(jìn)行引進(jìn)時(shí)，缺少對(duì)工作人員的定期培訓(xùn)，造成工作人員的專業(yè)技能需要提高，在對(duì)設(shè)備進(jìn)行使用時(shí)沒有進(jìn)行及時(shí)地維護(hù)與保養(yǎng)，在設(shè)備出現(xiàn)問題的時(shí)候，企業(yè)需要在廠家邀請(qǐng)相應(yīng)的專家展開維護(hù)作業(yè)，這在很大程度上浪費(fèi)了人力。

2 煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)分析

現(xiàn)階段，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在煤礦開采過程中對(duì)煤炭的開采量在不斷提升，要想增加開采的整體產(chǎn)量，對(duì)開采的安全性與可靠性進(jìn)行保證，應(yīng)該使用先進(jìn)的煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)，這樣能夠保證煤礦巷道掘進(jìn)作業(yè)的正常展開，以下主要對(duì)我國(guó)煤礦企業(yè)經(jīng)常使用的煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析。

2.1 煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)

此技術(shù)主要是把懸臂式掘進(jìn)設(shè)備作為快速掘進(jìn)作業(yè)的主要設(shè)施設(shè)備，與支護(hù)作業(yè)和運(yùn)輸作業(yè)進(jìn)行配合，實(shí)現(xiàn)煤巷的掘進(jìn)作業(yè)。機(jī)載錨桿鉆設(shè)備主要是對(duì)煤炭巷道的開始掘進(jìn)作業(yè)進(jìn)行負(fù)責(zé)，在實(shí)現(xiàn)對(duì)煤巷巖層進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)以后，使用懸臂式掘進(jìn)設(shè)備對(duì)煤炭巖層展開破碎作業(yè)，橋式轉(zhuǎn)載設(shè)備主要是把開采的煤炭運(yùn)送到傳送設(shè)備上，通常情況下，傳送設(shè)備可以使用伸縮式的輸送機(jī)，由于此設(shè)備的行走性能比較好，可以較好地實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)作業(yè)。此技術(shù)也是我國(guó)煤礦企業(yè)經(jīng)常使用的掘進(jìn)手段。

首先，就半煤巖巷掘進(jìn)技術(shù)而言，現(xiàn)階段在煤巷快速掘進(jìn)作業(yè)當(dāng)中，其中五分之一的掘進(jìn)作業(yè)主要是在半煤巖的巷道中展開的。此巷道中，五分之一到五分之四的斷面都屬于巖石，這樣煤礦巷道的截割系數(shù)主要在6～8中間。就這樣的半煤巖巷而言，利用重型與中型挖掘機(jī)展開開采作業(yè)。此掘進(jìn)機(jī)的整體重量主要是在50噸之上，其切割的功率實(shí)現(xiàn)了兩百千瓦?，F(xiàn)階段，經(jīng)常使用的機(jī)型是EBZ200以及EBJ-120TP。

其次，就煤礦巷道的大斷面而言，屬于全巖的掘進(jìn)作業(yè)，應(yīng)該使用重型的懸臂式掘進(jìn)設(shè)備。對(duì)這樣的重型機(jī)械設(shè)備進(jìn)行研發(fā)的國(guó)家主要有英國(guó)以及德國(guó)等，他們所研發(fā)的重型掘進(jìn)設(shè)備為其他國(guó)家的相關(guān)研究與開發(fā)提供了技術(shù)方面的參考。例如，三一重裝所研制的EBZ318以及太原研究所研發(fā)的EBH315等，都是對(duì)德國(guó)的DBT-WAV-300掘進(jìn)設(shè)備進(jìn)行吸收的前提條件下，根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況進(jìn)行研制的。在對(duì)全巖的煤礦巷道展開掘進(jìn)作業(yè)的時(shí)候，如若普氏硬度超過了10，便需要對(duì)超重型的掘進(jìn)設(shè)備進(jìn)行使用，進(jìn)而展開相應(yīng)的掘進(jìn)作業(yè)。超重型的掘進(jìn)設(shè)備重量主要是在一百噸左右，其裁割的功率主要是在三百千瓦左右?，F(xiàn)階段，我國(guó)超重型懸臂式掘進(jìn)設(shè)備研發(fā)依然處在不斷研究時(shí)期[2]。

2.2 大斷面煤巷下連續(xù)采煤機(jī)的高效掘進(jìn)技術(shù)

就大斷面煤巷的快速掘進(jìn)作業(yè)而言，現(xiàn)階段使用最為廣泛的便是連續(xù)性采煤機(jī)基礎(chǔ)上的快速掘進(jìn)作業(yè)。連續(xù)性的采煤機(jī)主要是現(xiàn)階段提升煤巷整體掘進(jìn)水平的設(shè)備，其能夠?qū)崿F(xiàn)煤炭開采以及裝載的獨(dú)立性，并且在煤巷掘進(jìn)作業(yè)與支護(hù)作業(yè)同時(shí)展開的時(shí)候，應(yīng)該進(jìn)行平行推進(jìn)，其效率會(huì)得到很大程度上的提升。在煤巷快速掘進(jìn)作業(yè)當(dāng)中，采煤機(jī)與鉆車之間應(yīng)該展開交互作業(yè)，在采煤機(jī)對(duì)煤炭進(jìn)行開采與裝運(yùn)作業(yè)的時(shí)候，鉆車可以在回風(fēng)巷道中展開頂板的支護(hù)作業(yè)，對(duì)采煤機(jī)展開一次性開采掘進(jìn)作業(yè)以后，鉆車會(huì)把位置進(jìn)行互換，進(jìn)而達(dá)到兩者之間的平行作業(yè)。兩者之間在進(jìn)行交互的時(shí)候，應(yīng)該在多條煤巷間距離50m的地方對(duì)巷道進(jìn)行連接，進(jìn)而保障兩者之間的位置在進(jìn)行互換的時(shí)候得以連續(xù)，該技術(shù)對(duì)煤炭巖層方面的要求非常嚴(yán)苛，并且只能夠使用在對(duì)多條巷道進(jìn)行掘進(jìn)的作業(yè)當(dāng)中。

2.3 掘錨機(jī)組一體化掘進(jìn)技術(shù)

掘錨機(jī)組一體化掘進(jìn)技術(shù)主要是使用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，其是對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行利用進(jìn)而對(duì)相應(yīng)的支護(hù)設(shè)備進(jìn)行組合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)支護(hù)作業(yè)與掘進(jìn)作業(yè)的共同展開?，F(xiàn)階段經(jīng)常使用的機(jī)組主要包含兩種，第一種主要是把連續(xù)性的采煤機(jī)當(dāng)作前提條件的掘錨機(jī)組，現(xiàn)階段，我國(guó)經(jīng)常使用的是ABM20與12CM15-15DDVG兩種類型的掘錨機(jī)組，前者在進(jìn)行掘錨作業(yè)的時(shí)候，將裁割煤炭與頂板支護(hù)共同展開，輸送與截割部門應(yīng)該先向前進(jìn)行移動(dòng)；在后者實(shí)際作業(yè)當(dāng)中，應(yīng)該先展開掘進(jìn)作業(yè)，并且需要留出相應(yīng)的空間，然后使用錨桿鉆機(jī)展開支護(hù)作業(yè)。第二種主要是懸臂式掘進(jìn)機(jī)，利用其展開掘進(jìn)作業(yè)是我國(guó)所研發(fā)的，因?yàn)槭褂脗鹘y(tǒng)工序在展開煤巷快速掘進(jìn)作業(yè)的時(shí)候，支護(hù)和掘進(jìn)兩種作業(yè)間沒有辦法實(shí)現(xiàn)推動(dòng)，尤其是在廣泛應(yīng)用錨桿支護(hù)作業(yè)以后，支護(hù)作業(yè)的比重得到了提高，在很大程度上把兩者間存在的沖突問題激化。所以要想有效解決這樣的問題，我國(guó)科研人員在進(jìn)行試驗(yàn)以后，制造了AM-50與S100掘進(jìn)機(jī)，然而因?yàn)槭┕すに嚿系闹萍s，其需要得到改進(jìn)[3]。

3 煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)的優(yōu)化措施

首先，經(jīng)過對(duì)勘探手段進(jìn)行改進(jìn)，選擇巖層硬度比較低且煤炭量多的煤層，重視對(duì)由于地質(zhì)條件造成的不利影響進(jìn)行克服。現(xiàn)階段，經(jīng)常使用的先進(jìn)勘探手段主要是三維地震基礎(chǔ)上的綜合勘探辦法，其將會(huì)得到廣泛推廣。其次，我國(guó)應(yīng)該對(duì)西方國(guó)家先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)進(jìn)行引入，并且進(jìn)行吸收，根據(jù)我國(guó)具體情況對(duì)掘進(jìn)智能性技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。除此之外，也應(yīng)該重視相應(yīng)設(shè)備的保養(yǎng)以及維護(hù)作業(yè)。再次，根據(jù)現(xiàn)階段煤礦企業(yè)的實(shí)際施工情況，經(jīng)過對(duì)前期進(jìn)行規(guī)劃、對(duì)過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)以及對(duì)后期進(jìn)行跟蹤的辦法，增強(qiáng)煤巷快速掘進(jìn)作業(yè)的管理，進(jìn)而對(duì)施工作業(yè)的順利展開進(jìn)行全面保證。與此同時(shí)，也應(yīng)該增強(qiáng)后勤效益，降低調(diào)整以及維修的時(shí)間。最后，對(duì)工作人員進(jìn)行定期培訓(xùn)，特別是對(duì)新技術(shù)與新型設(shè)備進(jìn)行引入，邀約專業(yè)人員進(jìn)行指導(dǎo)，進(jìn)而培養(yǎng)工作人員的專業(yè)技能。

4 結(jié)語

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與時(shí)代的進(jìn)步，生產(chǎn)力不斷提高，人們對(duì)煤炭的需求越來越大，因此，在煤炭開采過程中，應(yīng)該提升自身的快速掘進(jìn)技術(shù)，并且對(duì)其進(jìn)行積極應(yīng)用，從而在追求經(jīng)濟(jì)效益的當(dāng)代社會(huì)獲得一席之地。