大斷面煤巷連采機(jī)快速掘進(jìn)技術(shù)探討

顧友道

【摘 要】煤礦企業(yè)在近些年來發(fā)展迅速，原因是市場企業(yè)對煤礦資源的需求量日漸增加，傳統(tǒng)地表淺層的煤礦資源開采效率日益下降，整體礦產(chǎn)資源面臨緊缺的問題，煤礦資源的分布不平均，在復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)中開采煤礦資源需要依靠先進(jìn)的設(shè)備和采掘技術(shù)，在煤礦資源開采過程中，煤礦巷道的掘進(jìn)效率對煤礦資源的開采量具有直接的影響，本文主要以煤礦煤巷大斷面為研究對象，進(jìn)一步分析大斷面煤巷連采機(jī)快速掘進(jìn)技術(shù)，為相同地質(zhì)條件的煤礦開采企業(yè)提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】大斷面;煤巷;連采機(jī);快速掘進(jìn);技術(shù)

前言：

煤礦巷道掘進(jìn)速度直接影響著采礦工作的效率和質(zhì)量，屬于一門綜合性施工工藝，掘進(jìn)速度的快慢，由很多其它的因素決定，比如掘進(jìn)設(shè)備的先進(jìn)程度，不同生產(chǎn)工序是否能夠有效的銜接等等[1-2]，所以，煤礦企業(yè)應(yīng)不斷的探尋影響煤礦巷道掘進(jìn)速度的因素，從根源上優(yōu)化和解決這些影響因素，從而提升巷道掘進(jìn)速度。我國在21世紀(jì)初，連采機(jī)被應(yīng)用到煤巷采掘工作中，這種設(shè)備可以實現(xiàn)連續(xù)和快速的采煤，屬于一種快速掘進(jìn)的生產(chǎn)裝備[3]，連采機(jī)的應(yīng)用，大大的提升了煤礦掘進(jìn)的生產(chǎn)效率，也避免了采掘失調(diào)的問題，對改善井下勞動條件發(fā)揮著重要的作用，同時也有效的保障了工作人員的掘進(jìn)安全。

1大斷面煤巷連采機(jī)快速掘進(jìn)工藝分析

1.1地質(zhì)條件介紹

以某煤礦大斷面兩個巷道為試驗點，兩個巷道在煤層中開展掘進(jìn)施工，煤層厚度在2.74-7.46m左右，平均厚度為4.24m左右，煤層與上部覆蓋層的距離為2.0-10.82m，平均距離為6m，次煤層的傾角為2-10°，煤巷頂部主要以砂質(zhì)的泥巖為主，泥巖層的厚度在4.18m左右，煤巷底板主要有粉砂巖物質(zhì)構(gòu)成，平均厚度在7.48m左右。

1.2支護(hù)技術(shù)應(yīng)用

結(jié)合煤礦現(xiàn)場的分析和調(diào)查發(fā)現(xiàn)，兩個煤巷的斷面形式呈矩形形狀，高度在3.5m左右，寬度為5m，斷面面積為17.5m2，采用錨網(wǎng)鎖支護(hù)技術(shù)進(jìn)行巷道支護(hù)，頂錨桿鋼材選擇左旋螺紋鋼，以每排5根的方式進(jìn)行支護(hù)設(shè)置，排與排的間距設(shè)置成1200mm，頂錨索采用鋼絞線進(jìn)行設(shè)置，雙排設(shè)置，間距在2000×3600mm，煤巷兩幫的支護(hù)利用圓鋼錨桿，排間距為1200×1200mm，每排設(shè)置兩根最為適宜。

1.3掘進(jìn)裝備介紹

大斷面連續(xù)采煤機(jī)設(shè)備主要由以下設(shè)備構(gòu)成，采煤成套的裝備包括運煤車、連續(xù)采煤機(jī)、錨桿鉆車、帶時輸送機(jī)、移動變電站以及破碎機(jī)和鏟車等等，同時，井下巷道內(nèi)必須配備通風(fēng)機(jī)，設(shè)備的選擇應(yīng)該滿足掘進(jìn)施工的技術(shù)要求，包括設(shè)備的型號、功率和性能等，需要技術(shù)人員做全面的統(tǒng)籌和分析，選擇合適的設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用。

1.4掘進(jìn)工藝流程分析

掘進(jìn)施工中，錨桿鉆車與連續(xù)采煤機(jī)應(yīng)該保持平行運行，在采煤運作過程中，利用裝載輸送機(jī)將煤礦運輸?shù)胶蟛康乃筌嚴(yán)?，并由梭車將煤礦運輸?shù)狡扑闄C(jī)中，破碎程序后利用帶式輸送機(jī)運出煤礦。錨桿鉆車與連續(xù)采煤機(jī)平行作業(yè)的同時，在煤巷中應(yīng)進(jìn)行支護(hù)作業(yè)，按照一定的作業(yè)流程和順序進(jìn)行定位、鉆眼、安裝等工序。兩個煤巷掘進(jìn)作業(yè)中，連續(xù)采煤機(jī)在一個煤巷掘進(jìn)割煤6m，需要轉(zhuǎn)換到另一個煤巷中繼續(xù)作業(yè)，錨桿鉆車也依照這樣的工序開展不同巷道的支護(hù)，跟進(jìn)采煤機(jī)平行作業(yè)。作業(yè)中注意清理底板上的雜物，確保道路整潔與暢通。

在掘進(jìn)作業(yè)中，設(shè)備有轉(zhuǎn)彎作業(yè)的情況，應(yīng)確保設(shè)備轉(zhuǎn)彎順利，保持聯(lián)絡(luò)巷與巷道成70°夾角，間距在70m，每掘進(jìn)出一條聯(lián)絡(luò)巷，則需要帶式運輸機(jī)進(jìn)行一次移動。

2大斷面煤巷連采機(jī)快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用效果

2.1掘進(jìn)效果

在具體的掘進(jìn)施工中，達(dá)到平均每月掘進(jìn)602m，最大掘進(jìn)尺寸為單日32m，效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出普通掘進(jìn)速度和效率，日平均與月平均掘進(jìn)水平和效率都得到了明顯的提高，所以，大斷面煤巷連采機(jī)掘進(jìn)效率很高。

2.2支護(hù)效果

運用四臂錨桿鉆車每排頂板支護(hù)平均用時13分鐘，與普通錨桿機(jī)支護(hù)每排20分鐘相比，支護(hù)速率明顯提高，頂板支護(hù)每排的用時縮短了近35%，另外，四臂錨桿鉆車有臨時支護(hù)功能，可以實現(xiàn)對頂板的臨時與超前支護(hù)，因此，其工作效率和安全性都要由于普通錨桿機(jī)。

2.3巷道效果

與滾筒形狀和切割工作有所不同，矩形煤巷巷道利用連采機(jī)設(shè)備，巷道內(nèi)部兩幫較為平整，同時底部沒有頂?shù)捉?，整個巷道的形狀更加規(guī)整，所以，巷道成型效果更佳。

2.4地質(zhì)條件適應(yīng)性分析

連采機(jī)設(shè)備的體型與重量均大于普通的綜掘機(jī)，相當(dāng)于普通機(jī)械的1.4倍，在具體的掘進(jìn)施工中，連采機(jī)在經(jīng)過積水區(qū)、斷層、破碎帶等地區(qū)時，由于設(shè)備體積大，很容易發(fā)生臥底事故，在爬坡性能上也不如綜掘機(jī)靈活，同樣的道理，綜掘機(jī)由于體小量輕，可以實現(xiàn)底板的掘進(jìn)，同時還可以進(jìn)行煤層頂板的施工，具有很強的地質(zhì)適應(yīng)性，所以，連采機(jī)快速掘進(jìn)設(shè)備在地質(zhì)條件的要求上要高于普通綜掘機(jī)。

2.5人工強度

大斷面煤巷連采機(jī)快速掘進(jìn)利用錨桿鉆車進(jìn)行巷道的支護(hù)，與傳統(tǒng)綜掘單人支護(hù)技術(shù)相比，大大降低了施工中的人工勞動強度，同時，支護(hù)效果與支護(hù)效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于綜掘單人人工支護(hù)，另外，整個工序的機(jī)械化后程度更高，很多工序都免去了人工現(xiàn)場作業(yè)，在一定程度上也降低了巷道支護(hù)的危險性，保障了工作人員的生命安全，提高了巷道掘進(jìn)工作的效率和質(zhì)量。

結(jié)論：

運用連采機(jī)進(jìn)行大斷面煤巷快速掘進(jìn)，工作效率得到明顯提升，同時機(jī)械化程度更高，在很短的時間內(nèi)可以截割出成型的巷道效果，人工強度也有所降低，優(yōu)勢十分明顯，但是對工作條件的要去較高，支護(hù)效率還有待提升，同時作業(yè)中需要人工清理大量的浮煤，這些問題都需要引起重視。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳江偉. 大斷面煤巷連采機(jī)快速掘進(jìn)技術(shù)及應(yīng)用[J]. 科技風(fēng)，2017（6）：287.

[2]劉暢，姜鵬飛，王子越，等. 煤巷快速成巷技術(shù)現(xiàn)狀及應(yīng)用效果評價方法研究[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù)，2020，48（11）：26-33.

[3]李輝杰. 厚煤層快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)[R]. 2006.

（作者單位：貴州省盤州市能源生產(chǎn)技術(shù)石橋指導(dǎo)站）