談煤礦采煤巷道掘進設備及其施工工藝

【摘 要】煤采在我國生產礦井中比重越來越大，加快煤巷的施工速度對保持裁決平衡，進行可持續生產具有重要意義。針對我國煤礦巷道高效掘進的成套技術設備，對不同類型的巷道掘進技術進行了介紹，對可適應不同煤層條件的開采工藝的需要，分析了我國煤礦不同煤巷機械化掘進設備及施工工藝，為不同煤層條件的巷道的高效采掘提供參考。

【關鍵詞】煤采巷道；掘進設備；施工工藝

1 采煤巷道掘進設備及其掘進工藝

1.1 液壓鉆車鉆爆掘進

液壓鉆車鉆爆工藝是使用液壓鉆車進行打炮眼和完成部分錨桿支護工作，液壓鉆車鉆爆與人工鉆爆的施工順序相同，只是打炮眼工序由液壓鉆車完成，一部分錨桿施工可以由液壓鉆車完成。而且在爆破時要將鉆機退后遠離工作面，防止損壞鉆機。爆破后，排矸過程與人工鉆爆相同，也可采用“裝巖機+梭車+礦車”的排矸方式。這樣，絕大部分工序都實現了機械化，效率大大提高，工人勞動強度得到改善。

1.2 懸臂式掘進機掘進

懸臂式掘進機是以截割頭的旋轉進行破巖（煤），加上截割部的擺動而形成整個巷道斷面，截下的矸石（煤）由掘進機的鏟板部收集后！由一運轉載給后配套設備，掘進機集破巖、裝巖功能于一體，從而取消了打炮眼、裝藥、爆破、裝巖以及其它輔助工序。因此，懸臂式掘進機掘進方式是一種機械化程度和掘進效率比炮掘高的掘進工藝。主要作業線為截割、裝載、退機、停機、臨時支護、永久支護、運輸。目前，綜掘在我國已得到相當廣泛的應用，正處于逐步取代炮掘工藝的過渡階段。

1.3 普通掘進機截割掘進

我國目前使用的掘進機大多為普通型掘進機，主要用于煤巷或硬度在f5以下的巷道，而各大煤機生產企業也主要生產該種掘進機。其型號根據截割功率不同分為EBZ200，EBZ160，EBZ100等。

1.4 硬巖掘進機截割掘進

在一些特殊工況下，如斷層多，節理不發育，或巖石硬度較大，普通掘進機掘進不經濟，要采用硬巖掘進機來掘進。三一重工研制的EBZ200H標準型硬巖掘進機，經濟截割巖石硬度達f10，適用，范圍更廣，效率更高。在巖石硬度小于f10時，該機可以高效，掘進，在硬度大于f10時，要適當進行松動爆破來進行輔助掘進。

1.5 連續采煤機掘進

連采機掘進是由房柱式采煤法演化為巷道掘進的一種施工方法，機械化程度高，幾乎無需人工勞動，施工人員主要是操作機器和檢修機器，而且效率極高，進尺速度可達1000m/M以上。連采機掘進時，一般為2條或3條巷道同時掘進，在2條巷道之間，每隔一定距離要開拓聯巷，用于通風和調車。施工時連采機首先在巷道1中掘進，截，割下的煤，由連采機的運輸部轉載給緊跟其后的無軌梭車或運煤車。梭車或運煤車裝滿后，離開連采機，另外空的梭車或運煤車移動至連采機身后，繼續裝煤，而滿載的車輛將煤運輸至破碎機，破碎機破碎后，轉載給皮帶運輸機，最后由皮帶機將煤運至地面。卸完料的梭車再次返回連采機處，等待下一循環的運輸。

連采機掘進工藝的機械化程度和工作效率都非常高，但對巷道地質條件要求非常高，只適用于全煤巷道，并且空頂距要到達10m以上，傾角不得大于10°。因此，在我國只有少數煤礦可以采用，如鄂爾多斯至榆林一帶的煤礦，神東、陜西等地的煤礦。

1.6 掘錨一體化掘進

連采機施工工藝中，要2條或3條巷道同時掘進，并且中間要施工大量的聯巷，車輛要不停地調換巷道，造成很大的浪費，設備多，成本高，且不適合在單巷掘進時采用。目前，世界最先進的巷道掘進方式就是掘錨一體機，它集掘進、臨時支護、錨桿支護多種功能為一體，并且可以多種工作平行作業。只需再配與運輸設備即可，比連采工藝中的設備要少，效率卻與連采工藝相當。

山特維克等國外產的錨桿機，在我國并沒有廣泛應用，只有山東兗礦，同煤集團以及神華集團試用了該種工藝。而只有神華集團烏蘭木倫礦得到了很好的效果，其它礦由于地質條件等原因，并未取得理想效果。

2 掘進配套工藝

2.1 臨時支護

臨時支護的目的是及時保護頂板，防止冒頂，并保護永久支護施工的安全。目前各礦采用的臨時支護方式都比較簡單，常用的方式有穿管前探梁臨時支護和單體液壓支柱臨時支護，都是靠人工作業使用的簡單設備，支護效果不理想，危險程度高。

2.2 運輸

掘進機的后配套運輸方式，目前有皮帶機連續轉載運輸、礦車運輸、梭式礦車運輸、矸石倉緩沖運輸以及這幾種運輸方式的相互結合、經過分析推薦3種效率最高的運輸方式：①副井采用平硐或斜井開采的煤礦，運輸工藝為：掘進機，第二運輸機，皮帶運輸機，井外；②副井采用立井開采的煤礦，運輸工藝為：掘進機，第二運輸機，皮帶運輸機，專用矸石倉緩沖礦車——升井；③副井采用立井開采的煤礦，運輸工藝還可以為：掘進機，門式第二運輸機，移動式矸石倉，緩沖，龍門式皮帶運輸機，多礦車——升井。

2.3 除塵

由于巖巷掘進機在施工過程中粉塵量大，又受到巷道壓入通風設施的影響，導致掘進機本身的噴霧系統除塵效果不理想，嚴重危害煤礦工人的身體健康。因此，巖巷掘進機在施工時，還要增加1套除塵系統來改善除塵效果。

2.4 掘進設備施工組織方式

正規循環作業。循環作業，在巷道掘進過程中，包括主要工序和輔助工序，為了組織施工。循環作業要以圖表的形式表現出來，即是將一個循環各工序的工作持續時間，先后順序以及相互銜接的關系，周密地用圖表形式固定下來，是全體施工人員心中有數，一環扣一環的操作。在規定的循環時間內，按作業規程、爆破圖表和循環表的規定，完成全部工序和工作量，取得預期的進度。

多工序平行作業。為了使一個循環內的時間得到充分利用，將每個循環所耗用的時間壓縮到最低限度。凡一個循環內能同時施工的工序，應盡量安裝使其同時進行，實現多個工序平行作業。

3 小結

我國煤炭資源豐富，總儲量占世界第一位，但分布不均，各地區煤礦地質狀況千差萬別，這樣各種施工工藝應運而生。總的來講，機械化程度正在快速提高，綜掘工作效率正在逐步提高，以適應綜采的要求。今后也更需要在設計制造、加工工藝、自動化技術和關鍵技術指標等方面開展更深入的研究。

【參考文獻】

[1]齊占波，王宇，王士偉.煤礦巷道掘進成套設備及施工工藝研究[D].沈陽三一重型裝備有限公司—綜掘研究院，2012.

[2]高云峰，江小軍.淺談我國煤礦巷道掘進裝備技術[J].山西：煤炭工程，2013（10）.

[責任編輯：湯靜]