煤礦巖石巷道掘進機械化作業(yè)探討

馬 超，尤占一，劉云鵬，江 洋

（鐵法煤業(yè)（集團）有限公司曉明礦，遼寧 鐵嶺112000）

當前，我國煤炭生產(chǎn)企業(yè)技術不一，安全性得不到保證，在技術進步過程中，很多先進的技術還沒有得到良好的推廣與應用，生產(chǎn)事故率較高。從技術角度看，巖巷掘進技術并沒有廣泛應用到煤礦開采工程中，煤炭生產(chǎn)過程中，只是在進尺深度上有了一定的提升，但是安全性和速度得不到保證，影響生產(chǎn)的因素主要是巖巷施工難度過大，導致施工時間過久，最后造成了煤炭產(chǎn)量低、浪費多的問題。目前，我國最優(yōu)良的煤礦巖石掘進代表技術是全液壓鉆車和氣腿式鑿巖兩種機械技術，深度能夠達到120m，提升了煤礦巖石巷道的掘進效率。

1 掘進機械化的重要性

煤炭開采危險性大，需要全面保證穩(wěn)定有序進行，才能確保生產(chǎn)質(zhì)量與安全。為了保證生產(chǎn)的連續(xù)性，要在采掘工程作業(yè)面開采前，全面提高安全性，做好延伸和礦井建設，以確保后期的工作開展。掘進是最為主要的環(huán)節(jié)流程，整體的施工質(zhì)量、進度決定著煤礦生產(chǎn)效益，從我國技術應用程度看，國內(nèi)對煤炭開采技術使用已取得了非常大的進步，但機械化技術運用還不完善，在很多環(huán)節(jié)上還有欠缺，阻礙國內(nèi)煤炭開采工作發(fā)展，產(chǎn)量上不去。巖石巷道掘進作業(yè)在礦井開采中起著至關重要的作用，支護、破巖和裝運，三者缺一不可，相互協(xié)調(diào)作用，機械化作業(yè)能夠全面保證安全，提高生產(chǎn)效率，使煤礦開采產(chǎn)量不斷增加，確保生產(chǎn)的穩(wěn)定與連續(xù)，掘進質(zhì)量和掘進進度對機械設備要求較高，機械化水平對生產(chǎn)起到促進作用，能夠全面增加煤礦產(chǎn)量。

2 機械化掘進施工

2.1 機械化掘進施工注意事項

機械化掘進施工全面保證了速度與進度，進行施工時，要把握好注意事項，才能保證安全，提高整體質(zhì)量。礦山機械化掘進作業(yè)需對巷道作業(yè)條件進行評價，高度重視施工的條件，要對斷面、傾角進行計算，全面確保符合作業(yè)標準要求。要對巷道作業(yè)線和工作目標進行計算，確保各參數(shù)的一致。加強現(xiàn)場的施工建設與管理，全面保證巷道掘進作業(yè)順利進行，施工質(zhì)量管理、進度管理、成本管理是最為主要的管理工作，要通過科學的流程控制，實現(xiàn)管理目標，保證生產(chǎn)安全，在約定日期內(nèi)完成巷道施工，避免影響煤炭生產(chǎn)周期。

2.2 施工準備

為了全面提高施工效果，施工前的準備是必不可少的重要環(huán)節(jié)，只有準備充足，才能保證進度與安全。要做好施工設備性能檢測、施工環(huán)境全面測試評價、操作步驟正規(guī)培訓，缺少任何一個環(huán)節(jié)，都會影響到進度。要對周邊的施工環(huán)境做好分析，充分發(fā)揮機械化的作用，選擇工程斷面大、施工進尺工作面大的區(qū)域，通過大幅度開發(fā)保證機械化優(yōu)勢。

2.3 施工維護及報告分析

要對施工過程進行全面的評估，可以通過聘請專門技術人員，做好掘進機定期檢測，保證性能良好。要對施工現(xiàn)場進行有效檢查，明確機械設備的使用原理與注意事項，不斷規(guī)范操作標準，有效發(fā)揮出機械化的作用。通過規(guī)范內(nèi)部檢測制度，全面提高設備的利用率，避免出現(xiàn)設備帶傷工作的現(xiàn)象，要對各類現(xiàn)場檢測結果進行報告分析，做好查錯補漏，提高生產(chǎn)效率。

3 掘進機械化施工方式

3.1 以側卸式為主

掘進機械化施工中，側卸式裝巖機是最為多見的設備，其具備自身的運行優(yōu)勢，最大特點是在施工的同時能夠完成卸載任務，機械化作業(yè)側卸要注意對周邊的影響，一般需要處理好錯車位置、打眼范圍，提升施工質(zhì)量。

3.2 以耙斗式為主

煤礦巖石巷道掘進機械化施工耙斗裝巖機是常見設備之一，在施工中發(fā)揮了重要的作用，和其他作業(yè)線對比有較廣泛的優(yōu)勢，獨立系統(tǒng)操作，簡單方便，范圍更大，可以根據(jù)不同的工藝形式、組織方式進行設計，自行調(diào)整巷道斷面大小，方便設備及調(diào)車的轉載、支護，大大提高了施工的整體效果，保證了安全。

3.3 以巖巷全斷面式為主

掘進機械化施工整體效率的提高，需要設備的聯(lián)合運行，巖巷全斷面掘進機聯(lián)機組合能夠提高整體工作效率，聯(lián)機對象包括噴霧防塵、臨時轉載及裝巖等設備，各種設備同時作業(yè)，共同完成一項任務，保證了連續(xù)性，提高了整體推進速度。

4 煤礦掘進技術的應用

4.1 采煤工藝技術的應用

煤礦掘進技術越來越成熟，在煤炭生產(chǎn)中起到了關鍵性作用，通過技術支撐全面實現(xiàn)快速跟進，保證了生產(chǎn)總量的提升。采煤工藝技術良好的應用能夠在采煤空間和時間上完美配合，全面達到標準化生產(chǎn)作業(yè)。采煤流程包括落煤、裝煤、運輸?shù)染唧w技術內(nèi)容，各個環(huán)節(jié)都需要利用機械化來完成，不同的流程有不同的設備，專業(yè)采煤工藝裝備大大提高了礦山開采能力，保證了生產(chǎn)安全。開采工藝裝備分為普通開采、炮采、綜采三種方式。

普通開采主要就是采煤過程中，通過使用滾筒采煤機對煤礦開采，然后使用彎曲刮板機對煤炭進行一定距離的運輸，為了保證生產(chǎn)的安全，使用單體支架對煤礦進行整體保護，為煤炭開采提供穩(wěn)定的生產(chǎn)。炮采是使用爆破方法讓煤下落，再利用相關的設備或者人工裝煤，用彎曲刮板機對煤礦進行運輸，這也需要使用單體支架對煤礦進行整體保護。綜采是安全性較好的一種開采方式，采用滾筒采煤機對煤礦開采，利用彎曲刮板機運輸煤，煤礦保護較為穩(wěn)定，使用的是自移式液壓支架，大大提高了礦井安全系數(shù)，保證了設備與人員的安全。

4.2 采煤系統(tǒng)

采煤系統(tǒng)與煤炭生產(chǎn)有著密切的聯(lián)系，通過各種系統(tǒng)的運用，全面提高礦井內(nèi)的安全，改善開采作業(yè)的環(huán)境。采煤系統(tǒng)專門為采煤工作提供服務，包括巷道排水系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、煤炭運輸系統(tǒng)等，是全套的生產(chǎn)系統(tǒng)和生產(chǎn)輔助系統(tǒng)組合。當前，煤炭生產(chǎn)系統(tǒng)包括長壁系統(tǒng)和房柱系統(tǒng)兩種類型。長壁系統(tǒng)在開采中較為多見，也是常規(guī)的系統(tǒng)，由采場和兩條順槽構成，長壁系統(tǒng)兩條順槽內(nèi)可安裝伸縮帶式運輸機、裝載機等運輸煤礦工具，根據(jù)不同的開采條件，也可在槽內(nèi)安裝輔助運輸設備。長壁系統(tǒng)對遠距離的煤炭有良好的作用，增加了開采長度，有效延長了作業(yè)的時間，提高了運輸整體能力，煤礦開采更加連續(xù)穩(wěn)定。房柱采煤系統(tǒng)主要是由多個采掘場組成一個采廠，進行煤礦開采時不能連續(xù)作業(yè)，系統(tǒng)的通風情況不良，開采過程中，危險性較高，和長壁采煤系統(tǒng)相比，工作條件較差。

5 綜掘機械化施工技術的應用

5.1 綜掘機械化施工技術

機械化程度越來越高，在煤炭開采過程中，綜采設備的增加，全面提高了生產(chǎn)的整體效率，保證了開采質(zhì)量與安全。為了有效提高安全性，該工程項目施工過程中，需要進行大量的調(diào)研，初步掌握礦底情況。因整體工程量較大，要在巖層硬度適中的條件下進行施工，才能確保工程建設的安全。掘進選擇EBZ-255綜掘進機，這種型號的設備能夠全面對切割速度進行控制，并能切割高5.08m、寬7.5m的煤礦，同時能夠保證切割質(zhì)量。

5.2 掘進機功能

設備的功能齊全，能夠滿足各種條件的開采作業(yè)，在實際煤礦開采過程中，煤礦掘進和隧道掘進同時進行，利用運輸裝置能實現(xiàn)切割、裝載、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)的連續(xù)作業(yè)，并根據(jù)不同的地質(zhì)條件，更換切割頭提高切割效率。

5.3 掘進機切割工藝

掘進機切割必須要遵循一定的工藝流程，整體推進過程中，要不斷對周邊的環(huán)境進行觀察，保證周邊環(huán)境穩(wěn)定可靠，才能向前推進。司機和組長要及時檢查工作基面，確保周邊沒有障礙物。日常要全面保證設備的性能，對掘進機做好充分檢查，以此提高掘進機行進的速度。掘進機開機前，需要查看周邊是否有人，確保安全后才能開機運行。施工過程中要對液壓泵壓力表進行觀察，避免空轉，造成設備損壞。掘進的質(zhì)量要有保障，行進過程中速度要保持均勻，遇到巖石硬度過大的一定要及時停止施工，可以通過其他方式如爆破，解決好相關的問題。

5.4 設備維修保養(yǎng)

要保證良好的設備性能，要在實際應用過程當中，全面做好維護，嚴禁將不同型號油脂混合使用，并由專業(yè)人員定期對設備進行檢測，提高其使用壽命。

5.5 施工過程管理

施工過程至關重要，關系到生產(chǎn)的安全，更涉及到設備的穩(wěn)定，加強管理非常必要。因此，在施工過程中，掘進機機拆卸需要做好標記，避免出現(xiàn)運輸時掘進機碰損問題。

6 掘進機的應用

6.1 懸臂式掘進機的應用

煤礦巖石巷道掘進是一項復雜的作業(yè)，需要利用各種設備進行施工，懸臂式掘進機是最為常見的設備，在實際應用中發(fā)揮了重要的作用，其具備支護、膠帶傳輸?shù)榷嘀毓δ?。施工中有著良好的?yōu)勢，能夠保證整體施工作業(yè)的連續(xù)性，提高了施工速度與質(zhì)量，整體設備性能更加穩(wěn)定，是目前最為先進的技術形式，操作簡單、維護容易。通過液壓傳動系統(tǒng)傳輸，能夠適應各種復雜的作業(yè)環(huán)境，設備的構造簡單，便于日常維護保養(yǎng)。

6.2 連續(xù)采掘機械的應用

在多巷道掘進施工中，連續(xù)采煤機也是普遍使用的設備之一，通過技術創(chuàng)新與轉換，全面提高了技術應用水平，保證了整體安全性。該技術系統(tǒng)是在快速掘進技術基礎上創(chuàng)新的，通過連續(xù)采掘機械作業(yè)，能夠全面進行多巷道掘進交叉施工，有效實現(xiàn)了掘進與支護平行進行的目標，施工過程較為簡便，可以在巷道中先掘進一定距離，換到另一巖巷掘進，保證交替工作，并及時設定支護點保證安全。

6.3 綜合掘進機械的應用

掘進施工難度大，往往會遇到各種危險，安全主要受設備性能、開采范圍、巷道斷面形狀等影響，綜合機械化施工中，切割硬度最大值可達13MPa。

7 巖石巷道掘進機械化實現(xiàn)方式

7.1 培養(yǎng)專業(yè)人員

作業(yè)人員要跟上新技術發(fā)展，不斷總結經(jīng)驗教訓，通過實際工程案例積累，全面提高巖巷道掘進機械化技術水平，進一步提升掘進智能化、集約化、多元化發(fā)展能力。煤礦巖巷道掘進機械設備不斷更新，其操作方式、設備結構有了大的轉變，要不斷強化培訓教育力度，提高作業(yè)人員專業(yè)水準。

7.2 引進國外先進技術

要重視學習，取長補短，向先進國家學習先進技術，通過不斷的學習，找到自身的缺點，不斷做好技術完善，逐漸縮小與發(fā)達國家的差距。煤炭企業(yè)要加大對煤礦巖巷道掘進機械技術投入研發(fā)資金與團隊的力度，以此不斷提升現(xiàn)代化裝備水平，全面增強機械化運用能力，加速推進技術創(chuàng)新步伐。

7.3 提高科學管理能力

要根據(jù)實際開采工作需要，合理選擇煤礦巖巷道掘進設備，確保生產(chǎn)的連續(xù)性與安全性，建立機械化管理制度，使維護、保養(yǎng)更加標準化，提高設備的整體性能，延長設備使用壽命。

8 煤礦掘進技術優(yōu)化策略

8.1 提高技術設備的穩(wěn)定性

技術優(yōu)化一直是煤炭企業(yè)的重要課題，要在實踐過程中，不斷總結經(jīng)驗教訓，全面創(chuàng)新技術研發(fā)，使技術設備更加穩(wěn)定，保證生產(chǎn)作業(yè)安全與質(zhì)量。當前，不論采用哪種掘進技術和設備，均存在一定的問題，如截齒磨損、穩(wěn)定性不足、井下注油困難等。實際使用過程中，則需根據(jù)實際來解決問題，有效改進技術的不足。

8.2 推動掘進技術智能化發(fā)展

引進自動化管理技術，實現(xiàn)信息與設備的整合，將信息技術應用到各個流程環(huán)節(jié)中，全面提高煤礦掘進智能化控制水平，使用計算機遙控、斷面控制等系統(tǒng)，提升整體效率。

8.3 培養(yǎng)高素質(zhì)煤礦掘進人才

國家、高校和煤企要全面加強人才培養(yǎng)，國家提供政策、資金支持，高校開設煤礦掘進課程，與煤企合作，為學生提供實踐機會，豐富技能，為企業(yè)儲備技術人才，獎勵自主學習的員工，加強企業(yè)掘進隊伍自身建設。

9 結束語

礦山掘進作業(yè)施工難度高、作業(yè)環(huán)境復雜、危險性大，只有全面實現(xiàn)機械化作業(yè)，才能提高整體質(zhì)量，給企業(yè)帶來經(jīng)濟效益。因此，礦山掘進機械化施工先進技術必將在煤礦工程中得到更廣泛的應用。