淺析煤礦巖石巷道掘進(jìn)工程中礦山掘進(jìn)機(jī)械化作業(yè)

（山西神州煤業(yè)有限責(zé)任公司 山西 033000）

當(dāng)前情況下，我國(guó)每年在進(jìn)行礦山開(kāi)采過(guò)程中通過(guò)巖石巷道所開(kāi)采出的煤炭資源并不多，但在開(kāi)采進(jìn)度方面卻一直處于穩(wěn)步提升狀態(tài)。礦山當(dāng)中的巷道建設(shè)比較困難，建設(shè)周期較長(zhǎng)，該因素成為影響巖石巷道煤炭產(chǎn)量的主要限制因素。經(jīng)過(guò)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，部分礦山在掘進(jìn)作業(yè)方面沿用了氣腿式鑿巖設(shè)備以及全液壓鉆車(chē)設(shè)備，兩種機(jī)械技術(shù)成為礦山機(jī)械化技術(shù)發(fā)展的主要代表，并成為巖石巷道掘進(jìn)工程發(fā)展的重要依據(jù)。本文回顧礦山掘進(jìn)機(jī)械化作業(yè)，并討論該礦山巖石巷道工程的后續(xù)發(fā)展。

1.煤礦巖石巷道掘進(jìn)作業(yè)的影響因素

采用機(jī)械化設(shè)備的方式來(lái)開(kāi)展巖石巷道掘進(jìn)工作能夠提升掘進(jìn)速度，但在運(yùn)作設(shè)備之前，需要先明確設(shè)備所在工作區(qū)域范圍內(nèi)的工程要求，并且設(shè)定設(shè)備操作的具體規(guī)范，促使操作設(shè)備的工作人員能夠掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，也能夠重視巖石巷道的掘進(jìn)工作。在嚴(yán)格遵從操作要求情況下，巷道的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更強(qiáng)，傾角也符合設(shè)備運(yùn)作需求，其不僅能夠充分發(fā)揮出機(jī)械設(shè)備的作用，也能夠有效提升機(jī)械技術(shù)水平[1]。

煤礦巖石巷道區(qū)域開(kāi)展掘進(jìn)作業(yè)除了會(huì)受到機(jī)械設(shè)備自身特點(diǎn)的影響，也會(huì)受到作業(yè)線(xiàn)目標(biāo)的影響，需要保持巷道嚴(yán)格管理，并且控制巷道工程的質(zhì)量，遵從工期設(shè)定，控制好巷道的采掘成本。巷道工程的質(zhì)量需要嚴(yán)格遵從工程要求，尤其是做好進(jìn)度控制，如果巷道工程出現(xiàn)延期情況，則會(huì)導(dǎo)致掘進(jìn)作業(yè)受到限制，且煤礦開(kāi)采效果及產(chǎn)量均受到影響[2]。為此，巷道作業(yè)中需要作業(yè)人員保持一致作業(yè)線(xiàn)，并且明確巷道管理目標(biāo)，嚴(yán)格約束自身作業(yè)行為，確保按照工期對(duì)自身工作方案做出調(diào)整。

2.煤礦巖石巷道掘進(jìn)作業(yè)對(duì)煤礦巖石巷道掘進(jìn)工程的作用

正式開(kāi)采作業(yè)之前，需要先了解巷道作業(yè)的實(shí)際情況，并在獲取作業(yè)影響因素的相關(guān)信息以后，對(duì)巖石巷道的基本情況進(jìn)行延伸，該種方式為后續(xù)工作提供保障，也能夠確保工作進(jìn)度更加穩(wěn)定。具體來(lái)講，開(kāi)展掘進(jìn)工作時(shí)需要先考慮影響因素問(wèn)題，率先給出緊急問(wèn)題的應(yīng)對(duì)方案，如此，才能夠有效避免煤炭開(kāi)采受到影響，避免短期無(wú)法獲取經(jīng)濟(jì)效益方面的問(wèn)題[3]。縱觀(guān)我國(guó)煤炭企業(yè)在巖石巷道方面的作業(yè)情況，雖然也取得一定的采掘成就，但因?yàn)闄C(jī)械化程度展現(xiàn)的問(wèn)題也擺在我們面前，其形勢(shì)非常嚴(yán)峻，反映出我國(guó)煤炭開(kāi)采業(yè)技術(shù)水平的滯后，在今后的發(fā)展中必然會(huì)受到制約，甚至還會(huì)出現(xiàn)停產(chǎn)或者減產(chǎn)的情況。礦井開(kāi)采時(shí)，巷道的掘進(jìn)非常重要，在整個(gè)開(kāi)采中所占比例非常高，其涉及了破碎、裝載和支護(hù)三個(gè)重要過(guò)程，直接影響整個(gè)煤礦的開(kāi)采工作。這個(gè)過(guò)程中選擇的機(jī)械設(shè)備會(huì)直接影響工程質(zhì)量，只有確保短時(shí)間內(nèi)完成工程任務(wù)，才能保證安全生產(chǎn)的運(yùn)行[4]。

3.煤礦巖石巷道掘進(jìn)作業(yè)的設(shè)備選擇

(1)連續(xù)采煤機(jī)

連續(xù)采煤機(jī)是目前國(guó)內(nèi)煤礦企業(yè)常用的機(jī)械化設(shè)備，其主要用于巖石巷道的采掘作業(yè)當(dāng)中，能夠很好的和掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行配合，從而促使整個(gè)機(jī)械化機(jī)組系統(tǒng)具備較高的綜合效率，能夠按照既定的工程計(jì)劃完成掘進(jìn)作業(yè)。在該種采煤機(jī)的作業(yè)下，即便是在整個(gè)機(jī)組僅安裝一臺(tái)設(shè)備，也能夠促使同一臺(tái)設(shè)備在不同的巷道當(dāng)中進(jìn)行交叉作業(yè)，此時(shí)能夠充分調(diào)動(dòng)該采煤機(jī)的運(yùn)用效率，也能夠有效控制設(shè)備采購(gòu)成本[5]。具體來(lái)講，連續(xù)采煤機(jī)在進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)時(shí)，當(dāng)其被運(yùn)進(jìn)掘進(jìn)區(qū)域，其可以完成當(dāng)前掘進(jìn)工作并繼續(xù)被運(yùn)到下個(gè)巷道當(dāng)中，此時(shí)操作人員需要在巷道當(dāng)中設(shè)置支護(hù)點(diǎn)，從而確保整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)能夠處于安裝環(huán)境當(dāng)中，而連續(xù)采煤機(jī)也能夠在該種掘進(jìn)環(huán)境下保持穩(wěn)定運(yùn)作。

(2)全液壓鉆車(chē)

全液壓鉆車(chē)能夠大大提升工作效率，因?yàn)槠錂C(jī)械化程度高，基本是自動(dòng)化的操作，所以能夠大大的降低操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，將人們的雙手解決出來(lái)，去關(guān)注更重要的方面。同時(shí)能夠營(yíng)造出良好的工作環(huán)境，促進(jìn)地下掘進(jìn)水平的提升是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)[6]。全液壓推進(jìn)鉆車(chē)主要是通過(guò)液壓和千斤頂?shù)墓餐饔脕?lái)進(jìn)行工作的，油缸上有液壓鎖，避免在車(chē)輛運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)較大的攢動(dòng)，提高了運(yùn)行安全系數(shù)。如果在巷道掘進(jìn)作業(yè)中使用全液壓鉆車(chē)進(jìn)行施工，能夠保證工作效率且具有良好的工作環(huán)境。

4.煤礦巖石巷道掘進(jìn)工程的發(fā)展

縱觀(guān)國(guó)內(nèi)已經(jīng)采用機(jī)械化設(shè)備開(kāi)始巖石巷道掘進(jìn)的煤炭礦山，其主要采用的機(jī)械化作業(yè)方式主要有兩個(gè)類(lèi)型，一個(gè)是通過(guò)皮帶輸送機(jī)配合綜合掘進(jìn)機(jī)，而另外一個(gè)方式則是通過(guò)斜式裝巖機(jī)和全液壓掘進(jìn)鉆車(chē)配合。

從第一種類(lèi)別來(lái)講，國(guó)內(nèi)一些比較大型的煤礦公司從國(guó)外購(gòu)進(jìn)綜合類(lèi)別的掘進(jìn)機(jī)，該種設(shè)備主要被用到煤炭巖石巷道的掘進(jìn)作業(yè)當(dāng)中，在配合皮帶輸送機(jī)的情況下，發(fā)現(xiàn)該種掘進(jìn)方式存在一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)在：（1）整個(gè)設(shè)備的機(jī)組設(shè)施在外觀(guān)方面成為影響機(jī)械化掘進(jìn)作業(yè)的影響因素，具體掘進(jìn)作業(yè)中需要根據(jù)巷道的尺寸來(lái)選擇恰當(dāng)?shù)脑O(shè)備尺寸，且因?yàn)橄锏辣旧淼臄嗝嫘螤畲嬖诓顒e，因此需要考慮設(shè)備是否能夠在巷道當(dāng)中順利運(yùn)作[7]。（2）企業(yè)在使用該類(lèi)型機(jī)械設(shè)備開(kāi)展巖石巷道掘進(jìn)工作期間，需要遵從說(shuō)明書(shū)要求，且保障該設(shè)備在最大的經(jīng)濟(jì)切割硬度上達(dá)到13MPa。但在實(shí)際工作期間，發(fā)現(xiàn)巷道的巖石硬度會(huì)逐漸提升，如果巖石硬度達(dá)到f7.2，則會(huì)導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備無(wú)法達(dá)到規(guī)范的切割效率，且設(shè)備本身在運(yùn)行的時(shí)候震顫幅度也過(guò)大，內(nèi)部零件咬合情況受到影響，出現(xiàn)較為明顯的磨損。

第二種類(lèi)別來(lái)看，全液壓掘進(jìn)鉆車(chē)被運(yùn)用到巷道巖石的掘進(jìn)工作中，其主要承擔(dān)了鉆探工作，而此時(shí)其在側(cè)卸式裝巖機(jī)配合的情況下，將巷道當(dāng)中的巖石采掘完成后直接裝到車(chē)中，能夠有效完成煤渣的運(yùn)輸以及煤炭資源的采掘工作。具體如圖1所示。

圖1 全液壓掘進(jìn)鉆車(chē)機(jī)組

鑒于上述情況，后續(xù)煤礦企業(yè)在進(jìn)行巖石巷道掘進(jìn)工作時(shí)需要重視對(duì)設(shè)備的選擇，尤其是重視設(shè)備采購(gòu)，依據(jù)巷道的實(shí)際掘進(jìn)情況，選擇恰當(dāng)?shù)臋C(jī)械設(shè)備，保障設(shè)備的尺寸和外觀(guān)同時(shí)，也要確保設(shè)備的數(shù)量充足，如此，才能夠有效提升巖石巷道掘進(jìn)工程的質(zhì)量，保障掘進(jìn)工作的效率。而煤炭行業(yè)也需要繼續(xù)研究更多新型機(jī)械設(shè)備，并加大新型技術(shù)的研發(fā)投入，將新技術(shù)與巷道掘進(jìn)機(jī)械設(shè)備結(jié)合在一起，從而將技術(shù)作為主要指導(dǎo)，將生產(chǎn)作為目標(biāo)，在結(jié)合理論與實(shí)踐的情況下，營(yíng)造出較高的煤炭巖石巷道機(jī)械化水平，也促使巷道的機(jī)械化掘進(jìn)工作盡早進(jìn)入到全自動(dòng)化狀態(tài)中。除此之外，巖石巷道的機(jī)械化掘進(jìn)工作也需要重視人員培訓(xùn)，定期對(duì)操作設(shè)備的人員予以技術(shù)方面的指導(dǎo)，促使操作人員能夠熟悉并了解新的機(jī)械化機(jī)組，在掌握高水平的操作能力以后，考取對(duì)應(yīng)的上崗資格證，其所完成的工作更具質(zhì)量保障，也能夠避免巖石巷道機(jī)械化掘進(jìn)作業(yè)中可能存在的安全隱患問(wèn)題。當(dāng)然，上述措施的實(shí)施均需要煤炭企業(yè)具備較為先進(jìn)的管理方式，采用科學(xué)的管理方法，其不斷完善自身在掘進(jìn)工作方面的管理制度，并建立對(duì)應(yīng)的設(shè)備保養(yǎng)和檢修制度，保障機(jī)械設(shè)備處于正常運(yùn)作狀態(tài)，為設(shè)備操作人員以及巖石巷道掘進(jìn)工作人員提供安全工作環(huán)境。

5.結(jié)束語(yǔ)

目前采用機(jī)械技術(shù)來(lái)開(kāi)采煤礦巖石巷道的想法還處于初期階段，礦山工程中對(duì)于該類(lèi)型技術(shù)的應(yīng)用也不夠成熟，該情況導(dǎo)致礦山巖石巷道工程的整體掘進(jìn)質(zhì)量受到限制，和其他發(fā)達(dá)國(guó)家之間存在明顯差別。鑒于該種情況，我國(guó)需要進(jìn)一步加大技術(shù)研發(fā)力度，并且增加技術(shù)研發(fā)方面的資金投入，確保對(duì)礦山巖石巷道工程的現(xiàn)有基礎(chǔ)條件進(jìn)行改進(jìn)，調(diào)整煤礦巖石巷道的掘進(jìn)模式，在總結(jié)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐教訓(xùn)后，能夠有效提升礦山巖石巷道的機(jī)械化掘進(jìn)水平。