煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展及實(shí)際應(yīng)用研究

摘 要：在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，掘進(jìn)技術(shù)的選擇對(duì)于煤礦開(kāi)采的效率和質(zhì)量有著非常重要的影響，所以煤礦掘進(jìn)技術(shù)一直以來(lái)都是煤礦開(kāi)采業(yè)中一個(gè)研究的重點(diǎn)。當(dāng)前高效掘進(jìn)技術(shù)在煤礦開(kāi)采過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用，使得煤礦開(kāi)采的效率得到有效地提升，因此在本文的研究中，主要就煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展情況及其實(shí)際應(yīng)用情況和應(yīng)用效果進(jìn)行了相應(yīng)的研究，以期能夠?yàn)槊旱V高效掘進(jìn)技術(shù)的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用提供相應(yīng)的參考。

關(guān)鍵詞：煤礦；高效掘進(jìn)技術(shù)；應(yīng)用

前言

巷道掘進(jìn)技術(shù)是煤礦高效集約化成產(chǎn)的關(guān)鍵性技術(shù)，為了更好地進(jìn)行煤礦開(kāi)采，滿足社會(huì)的用煤需求，必須要對(duì)于高效掘進(jìn)技術(shù)加以應(yīng)用，從而滿足煤礦擴(kuò)能需求，使得煤礦回采巷道能夠有效地接替。同時(shí)煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用也是當(dāng)前資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的要求，通過(guò)對(duì)于高效掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，更加有利于減少資源的浪費(fèi)，使得煤礦的生產(chǎn)效率大大提高，因此對(duì)于煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展以及實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行研究有著非常重要的意義。

1 煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展

1.1 煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)的分類

為了更好地進(jìn)行煤礦開(kāi)采，當(dāng)前越來(lái)越多的煤礦掘進(jìn)技術(shù)被應(yīng)用在了生產(chǎn)實(shí)踐之中，總體而言，當(dāng)前煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)主要可以分為三類，第一類是煤巷掘進(jìn)技術(shù)，第二類是巖巷掘進(jìn)技術(shù)，第三類是煤巖混合巷掘進(jìn)技術(shù)。如果按照地質(zhì)情況進(jìn)行劃分，又可以將高效掘進(jìn)技術(shù)劃分為五類，分別是煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)、大斷面煤巷連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)技術(shù)、掘錨一體化技術(shù)、全液壓鉆車巖巷掘進(jìn)技術(shù)和重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)技術(shù)。以上就是當(dāng)前在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用得較為廣泛的煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)。

1.2 煤巷高效掘進(jìn)技術(shù)

煤巷高效掘進(jìn)技術(shù)可以分為煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)、大斷面煤巷連續(xù)采煤機(jī)高效掘進(jìn)和掘錨機(jī)組掘錨一體化掘進(jìn)三種方式，其中煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)系統(tǒng)主要由懸臂式掘進(jìn)機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、可伸縮帶式輸送機(jī)、單體錨桿鉆機(jī)、通風(fēng)除塵設(shè)備及供電系統(tǒng)等組成，其中懸臂式掘進(jìn)機(jī)是該技術(shù)的核心設(shè)備，其對(duì)于掘進(jìn)的效率及進(jìn)尺有著非常重要的影響。大斷面煤巷連續(xù)采煤機(jī)高效掘進(jìn)主要是通過(guò)對(duì)于連續(xù)采煤機(jī)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)高效掘進(jìn)，連續(xù)采煤機(jī)具有較大的截割寬度，同時(shí)其還實(shí)現(xiàn)了集落煤、裝運(yùn)及行走的一體化，其在矩形斷面和雙巷或多巷快速掘進(jìn)中有著非常廣泛的應(yīng)用。對(duì)于連續(xù)采煤機(jī)而言，按照其工作面運(yùn)輸方式可以將其分為兩種類型，第一是間斷式運(yùn)輸方式，第二是連續(xù)運(yùn)輸方式，其中間斷式運(yùn)輸方式的工作面配置為連續(xù)采煤機(jī)、運(yùn)煤車或梭車、給料破碎機(jī)、錨桿鉆車、鏟車及膠帶運(yùn)輸機(jī)，而連續(xù)運(yùn)輸方式的工作面配置為連續(xù)采煤機(jī)、錨桿鉆車、連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)、鏟車及膠帶輸送機(jī)。在大斷面煤巷掘進(jìn)時(shí)，連續(xù)采煤機(jī)在運(yùn)輸巷道掘進(jìn)的同時(shí)，錨桿鉆車在回風(fēng)巷道進(jìn)行錨桿支護(hù)，在連續(xù)采煤機(jī)完成了一個(gè)掘進(jìn)循環(huán)之后，與錨桿鉆車交換位置，繼續(xù)進(jìn)行掘進(jìn)。掘錨機(jī)組掘錨一體化掘進(jìn)是在連續(xù)采煤機(jī)和懸臂式掘進(jìn)機(jī)的基礎(chǔ)之上發(fā)展而來(lái)的，掘錨機(jī)組將掘進(jìn)與支護(hù)結(jié)合在一起，從而減少掘進(jìn)與支護(hù)設(shè)備換位作業(yè)的時(shí)間，在同一臺(tái)設(shè)備上完成掘進(jìn)和支護(hù)工藝。

1.3 半煤巖巷高效掘進(jìn)技術(shù)

就我國(guó)的煤礦而言，除了煤巷之外，還有大量的半煤巖巷道需要掘進(jìn)，半煤巖巷道所指的是在掘進(jìn)斷面中，巖石面積占斷面總面積20%—80%的巷道。半煤巖巷道主要是薄煤層以及2.0m以下的中厚煤層巷道，其在總掘進(jìn)工程量中占比約為20%。一般而言，半煤巖巷掘進(jìn)都是采用半煤巖懸臂式掘進(jìn)機(jī)機(jī)械化作業(yè)線，而且半煤巖掘進(jìn)機(jī)主要是采用中型和重型機(jī)。因?yàn)閷?duì)于半煤巖巷而言，巖石所占比例較大，因此在對(duì)于掘進(jìn)機(jī)械進(jìn)行選擇的時(shí)候，必須要選用機(jī)重大、重心低、工作穩(wěn)定性好的機(jī)械，同時(shí)機(jī)械的破巖能力和截齒單刀力也應(yīng)該較強(qiáng)，機(jī)械系統(tǒng)也必須要簡(jiǎn)單可靠，便于維護(hù)工作的開(kāi)展。

1.4 巖巷高效掘進(jìn)技術(shù)

在進(jìn)行巖巷掘進(jìn)的過(guò)程中，當(dāng)前仍然是以鉆爆法尾為主，以鉆爆法為主的巖巷機(jī)械化作業(yè)線可以分為兩種類型，第一種是氣腿式鑿巖機(jī)配耙斗式或鏟斗式裝巖機(jī)作業(yè)線，而另一種是全液壓鉆車配側(cè)卸裝巖機(jī)作業(yè)線。其中第一種作業(yè)線的掘進(jìn)速度一般在60—70m/月。就當(dāng)前國(guó)內(nèi)煤礦的實(shí)際情況而言，掘進(jìn)機(jī)截割的巖石硬度一般都在60—80MPa左右，而且當(dāng)前的巖巷高效掘進(jìn)技術(shù)不適用于掘進(jìn)斷層多、地質(zhì)條件較為復(fù)雜的巖層掘進(jìn)。

2 煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)在紅巖煤礦中的實(shí)際應(yīng)用

2.1 掘進(jìn)技術(shù)的選擇

由于煤礦掘進(jìn)巷道中大部分都屬于煤巷，在煤礦掘進(jìn)過(guò)程中煤巷約占到巷道工程量的70%左右，在紅巖煤礦3604三段風(fēng)巷綜掘所采用的是懸臂式掘進(jìn)機(jī)與單體錨桿鉆機(jī)配套作業(yè)的方式，該技術(shù)又被稱為煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)，下面就該技術(shù)的主要施工工藝進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹。

2.2 施工工藝

在對(duì)于煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)加以應(yīng)用的過(guò)程中，首先需要做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作。因?yàn)樵摷夹g(shù)涉及到對(duì)許多機(jī)械的應(yīng)用，所以在掘進(jìn)施工之前，必須要進(jìn)入工作面對(duì)于相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行檢查，確保所有的設(shè)備不存在質(zhì)量問(wèn)題。在檢查完設(shè)備之后，啟動(dòng)掘進(jìn)機(jī)之后應(yīng)該先從巷道中心底部進(jìn)行切割，并且左右搖擺截割頭，按照從上到下的順序進(jìn)行切割，同時(shí)還應(yīng)該在巷道的兩邊預(yù)留一定厚度的煤。退出掘進(jìn)機(jī)之后，應(yīng)該及時(shí)地切斷電源并且進(jìn)行敲幫問(wèn)頂、鋪網(wǎng)、進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，接下來(lái)再進(jìn)行頂錨桿的安裝，完成上述工作之后再進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。

2.3 截割工藝

在采用煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)的過(guò)程中，截割工藝是一個(gè)非常重要的工藝，在紅巖煤礦掘進(jìn)過(guò)程中，掘進(jìn)機(jī)在進(jìn)行切割的時(shí)候，需要根據(jù)巷道圍巖的情況以及斷面的大小合理地對(duì)于截割頭的左右搖擺和升降加以利用。在截割的過(guò)程中，首要原則就是有利于頂板支護(hù)和開(kāi)截。由于在截割的過(guò)程中存在較為均勻的中等硬度煤巖，所以采用從下到上分段擺動(dòng)截割的順序，同時(shí)在煤巷中還存在節(jié)理發(fā)育軟煤，此時(shí)采用下部中心開(kāi)鉆的方式。如果遇到破碎頂板，還應(yīng)該按照由下到上的順序分段擺動(dòng)截割。

2.4 支護(hù)工藝

支護(hù)也是煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，在煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)機(jī)完成了割裝運(yùn)退之后，需要先使用長(zhǎng)把工具進(jìn)行敲幫問(wèn)頂，然后再掛上鋼帶進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。在紅巖煤礦掘進(jìn)過(guò)程中，采用錨桿鉆機(jī)打頂部錨桿眼，然后再安裝錨桿，在對(duì)于錨桿進(jìn)行安裝的時(shí)候，先進(jìn)行中間錨桿的安裝，然后再使用鎬將兩幫刷齊，然后再利用煤電鉆打眼，對(duì)于錨桿進(jìn)行安裝。最后掛幫網(wǎng)，并且將托班裝好，擰緊螺母，完成支護(hù)施工。

3 煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前許多高效煤礦掘進(jìn)技術(shù)都已經(jīng)在生產(chǎn)實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用，但是就高效掘進(jìn)技術(shù)而言，仍然存在著許多的不足，因此需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其加以改進(jìn)，從而使得高效掘進(jìn)技術(shù)能夠更加完善。根據(jù)煤礦工程的實(shí)際情況，當(dāng)前煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要包括以下幾個(gè)方面：首先對(duì)于煤巷高效掘進(jìn)技術(shù)而言，掘錨一體化技術(shù)、大斷面多巷掘進(jìn)同連續(xù)采煤機(jī)配合使用是兩個(gè)非常重要的趨勢(shì)，而對(duì)于半煤巖以及全巖巷道掘進(jìn)而言，大功率重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)技術(shù)是高效掘進(jìn)技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)，應(yīng)用全液壓錨桿鉆車進(jìn)行全巖巷鉆爆法施工也是高效掘進(jìn)技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。

4 結(jié)語(yǔ)

為了滿足煤礦開(kāi)采的需求，煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，當(dāng)前煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)主要包括了煤巷高效掘進(jìn)技術(shù)、半煤巖巷高效掘進(jìn)技術(shù)和巖巷高效掘進(jìn)技術(shù)三種類型，每一種類型又包含了各種具體的掘進(jìn)方式。本文結(jié)合紅巖煤礦對(duì)于煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)的施工要點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的說(shuō)明，以期能夠?yàn)槊旱V高效掘進(jìn)技術(shù)的推廣和應(yīng)用提供一定的參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]潘翔. 煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)研究[J]. 山東煤炭科技，2017，（06）：18-19+21.

[2]王育虎. 煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)的研究[J]. 機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2016，（06）：141-142.

[3]周明明. 煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)分析[J]. 山東工業(yè)技術(shù)，2016，（05）：236.

作者簡(jiǎn)介：

陳國(guó)彥，1987年8月出生，男，漢族，重慶綦江人，大學(xué)專科，初級(jí)職稱；現(xiàn)任重慶能投渝新能源有限公司紅巖煤礦生產(chǎn)科副科長(zhǎng)兼技術(shù)負(fù)責(zé)人。