論煤礦綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)

靳鑫

摘 要：在煤礦工作面的采掘作業(yè)中，綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，可有效促進(jìn)煤礦巷道綜合掘進(jìn)機(jī)械化水平的提高，進(jìn)而更好的滿足綜采工作面快速掘進(jìn)的需求。因此，在進(jìn)行煤礦工作面采掘作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)積極選用綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)，以推動(dòng)我國(guó)煤礦產(chǎn)業(yè)的良好發(fā)展。

關(guān)鍵詞：綜合機(jī)械化；掘進(jìn)技術(shù)；應(yīng)用

在煤礦工作面采掘作業(yè)的開(kāi)展過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)對(duì)綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，能夠促進(jìn)煤礦巷道綜合掘進(jìn)機(jī)械化水平的發(fā)展與提升，更好的滿足綜采工作面快速掘進(jìn)的要求。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展與更新，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，而煤礦巷道圍巖地質(zhì)力學(xué)測(cè)試領(lǐng)域也有了非常顯著的發(fā)展與進(jìn)步，能夠使煤巷錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法更加的科學(xué)與合理，促進(jìn)錨桿支護(hù)機(jī)械設(shè)備的全面發(fā)展。

一、概述

綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)指的是在煤礦開(kāi)采過(guò)程中的工作面掘進(jìn)作業(yè)中，通過(guò)技術(shù)將裝載機(jī)、輸送機(jī)、掘進(jìn)機(jī)的功能進(jìn)行集成，進(jìn)而集破碎、掘進(jìn)、裝載、輸送等功能于一體，進(jìn)而有效提高煤礦開(kāi)采效率。利用綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)可以將煤炭開(kāi)采過(guò)程中的掘進(jìn)工作、運(yùn)輸工作、支護(hù)工作、給水工作、通風(fēng)工作以及電力工作于一體，從而形成系統(tǒng)化的煤礦開(kāi)采和煤炭生產(chǎn)系統(tǒng)，有效提高煤礦開(kāi)采的效率和質(zhì)量，提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。從我國(guó)當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要能源還是煤炭，并且長(zhǎng)期以來(lái)還需要以煤炭能源作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的能源支撐，因此在煤礦開(kāi)采過(guò)程中應(yīng)用綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)可以有效提高煤礦開(kāi)采的效率，進(jìn)而提高煤炭企業(yè)的生產(chǎn)效率，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)提供充足的能源支撐。在煤礦開(kāi)采的過(guò)程中應(yīng)用快速掘進(jìn)技術(shù)可以降低企業(yè)的單位生產(chǎn)成本，與此同時(shí)可以降低人力成本和管理成本，提高煤礦開(kāi)采工作的安全性、自動(dòng)化水平以及機(jī)械化水平，因此，綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)對(duì)于我國(guó)煤炭企業(yè)的平穩(wěn)發(fā)展具有重要意義。

二、綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)的技術(shù)

綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)是將裝載機(jī)、輸送機(jī)和掘進(jìn)機(jī)等機(jī)械設(shè)備進(jìn)行綜合集成配套以實(shí)現(xiàn)煤礦掘進(jìn)工作的高效開(kāi)展。綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用可將測(cè)量定向、掘進(jìn)和供電等系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)備相整合，形成一條高效率、連續(xù)完整及高效率的掘進(jìn)系統(tǒng)。在這一背景下，要想提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，需要重視以下方面的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)。

1、合理選取掘進(jìn)機(jī)。掘進(jìn)機(jī)是綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)系統(tǒng)中最關(guān)鍵的設(shè)備，掘進(jìn)機(jī)質(zhì)量的好壞直接影響著煤礦的掘進(jìn)速度及經(jīng)濟(jì)效益。由于井下作業(yè)條件十分惡劣，這樣就對(duì)煤礦掘進(jìn)機(jī)的運(yùn)行狀況提出了更高的要求，要想確保掘進(jìn)機(jī)在井下安全穩(wěn)定地作業(yè)，我們首先應(yīng)該對(duì)掘進(jìn)機(jī)的主要系統(tǒng)如：電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)以及某些關(guān)鍵部位的元器件進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，以確保掘進(jìn)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。其次，針對(duì)機(jī)械連接和齒輪傳動(dòng)的一些關(guān)鍵裝置，最好選用組件抑或是獨(dú)立部件，這樣可以最大限度地減少串聯(lián)系統(tǒng)的使用，進(jìn)而極大提高了設(shè)備的可靠性。

2、改進(jìn)配套設(shè)備。在綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)過(guò)程中，巷道支護(hù)及運(yùn)輸?shù)纫恍┡涮自O(shè)備性能低下抑或不夠完善的話，也將影響煤礦掘進(jìn)速度快慢。因此，在實(shí)施煤礦巷道支護(hù)作業(yè)中，最好應(yīng)用錨桿支護(hù)的方式。該支護(hù)方式不僅能夠降低掘進(jìn)施工的難度，而且其較好的支護(hù)效果還可以提高掘進(jìn)速率。為了能夠提升錨桿支護(hù)的作業(yè)效率，可通過(guò)機(jī)載錨桿鉆機(jī)進(jìn)行打孔和安裝作業(yè)。對(duì)于降塵系統(tǒng)，可以通過(guò)改用高壓噴霧降塵技術(shù)來(lái)提高降塵效果。具體主要是在掘進(jìn)機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)上加裝增壓水泵，提高通過(guò)噴嘴的水壓來(lái)實(shí)現(xiàn)高效降塵的目的。

3、合理布置煤礦工作面巷道。在煤礦綜合機(jī)械化掘進(jìn)過(guò)程中，對(duì)工作面巷道布置進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，可極大促進(jìn)礦井運(yùn)輸系統(tǒng)和提升系統(tǒng)的工作性能。在作業(yè)過(guò)程中要根據(jù)采區(qū)實(shí)際情況，合理增加綜采工作面的推進(jìn)長(zhǎng)度，增大巷道斷面的有效面積，可以更好地提升綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)在生產(chǎn)過(guò)程中高效性與連續(xù)性。

三、煤礦綜采工作面實(shí)例

某煤礦回風(fēng)巷及平巷所設(shè)計(jì)的工程量分別為1860.0m 和630.0m，坡度為3%，設(shè)計(jì)標(biāo)高范圍為-642.3-640.4m，主要施工設(shè)備為MK3 巖巷掘進(jìn)機(jī)。其工作面巷斷面為半圓拱形形狀，經(jīng)測(cè)量斷面寬度約為5.87m，凈斷面高度約為4.52m，該巷道的巖層結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單主要以細(xì)砂巖和砂質(zhì)泥巖為主。

1、綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。在使用MK3 巖巷掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行巷道掘進(jìn)過(guò)程中，所產(chǎn)生的矸石以及破碎巖石主要是通過(guò)膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸?shù)剿巾肥瘋}(cāng)，然后再由水平矸石倉(cāng)尾部的耙矸機(jī)將矸石轉(zhuǎn)運(yùn)到礦車內(nèi)，接著由電機(jī)車再轉(zhuǎn)移到副井的下口部位，最后經(jīng)副井提升機(jī)將矸石送至地上工作面。在掘進(jìn)過(guò)程中當(dāng)巷道工作面頂板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定時(shí)，我們按照每掘進(jìn)1.5m 架設(shè)3 棚以此為單位循環(huán)掘進(jìn)；當(dāng)巷道工作面頂板結(jié)構(gòu)破碎表現(xiàn)失穩(wěn)時(shí)，我們可降低循環(huán)掘進(jìn)量以每掘進(jìn)1m 架設(shè)2 棚循環(huán)掘進(jìn)。本巷道所采取的支護(hù)方式主要采用的是4.0m 長(zhǎng)的11# 工字鋼*2為前探梁作為臨時(shí)支護(hù)以及U29 型鋼可縮性金屬支架進(jìn)行永久性支護(hù)。在進(jìn)行合理支護(hù)的基礎(chǔ)上，本巷道的在綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)方面還包含以下兩方面：

在降塵方面，在掘進(jìn)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)上安裝了1 臺(tái)CR5-25 小型增壓水泵，可將降塵水壓增大10 倍以上，同時(shí)還能夠根據(jù)掘進(jìn)速度和工作面實(shí)際情況，來(lái)改變噴嘴參數(shù)及安裝位置。通過(guò)在每個(gè)噴嘴上加裝兩個(gè)噴頭可在噴水過(guò)程中利用反作用力實(shí)現(xiàn)噴頭的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，這樣可以實(shí)現(xiàn)360 度全方位噴灑。另外，在支護(hù)過(guò)程中施以機(jī)載錨桿鉆機(jī)進(jìn)行打孔和安裝，減少了很多傳統(tǒng)支護(hù)的眾多施工工序，減少了作業(yè)人員節(jié)省了經(jīng)濟(jì)成本。

2、掘進(jìn)效果。通過(guò)在綜采工作面中應(yīng)用綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)，巷道工作面掘進(jìn)效率明顯提高，由原先的月進(jìn)尺180m，增加到了每月進(jìn)尺240m，并且在施工期間施工條件正常，巷道斷面整齊。同時(shí)減少了掘進(jìn)的工作量，節(jié)約了支護(hù)材料的經(jīng)濟(jì)成本，有效避免了因應(yīng)力集中而引發(fā)的種種問(wèn)題，確保了巷道工作面穩(wěn)定與安全。

總之，綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)在煤礦掘進(jìn)工作面掘進(jìn)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了從破巖、裝巖、運(yùn)輸?shù)燃s化的生產(chǎn)形式，通過(guò)對(duì)綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中 具體實(shí)踐應(yīng)用可知，綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)不僅能提高煤礦的掘進(jìn)速率，而且還能確保巷道工作面的安全性和穩(wěn)定性，值得各大煤礦企業(yè)推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]梁永勝.煤礦綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，（5）：81.

[2]秦慶舉，秦慶舉.探析巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)在祁東煤礦的應(yīng)用[J].中國(guó)礦業(yè)，2016，21（7）：87-89.

[3]杜啟軍，趙啟峰.復(fù)雜地質(zhì)條件下大斷面煤巷快速掘進(jìn)研究與實(shí)踐[J].煤炭工程，2017，45（6）：76-79.