煤巷綜合機械化掘進技術

張書卿

（山西忻州神達能源集團有限公司，山西 忻州 034000）

引言

隨著綜采技術的提高和采煤工藝的提高，采煤工作走上了良好發展的道路，實現了高產高效的生產，大部分煤炭企業已經走上了集約化、可持續發展的道路。但在高效生產的前提下，采掘接替關系也越來越緊張，暴露出綜采開拓方面仍存在不足，需要進一步提高。在現有的條件下，要利用合理的施工技術，進行組織、開采，用科學的施工手段來提高煤巷綜合化機械水平，以確保采掘接替關系正常。

1 我國煤巷綜合機械化掘進技術發展現狀

我國煤巷掘進技術始于20世紀60年代左右開始研究，最開始是以30～50kW 小功率掘進機為主，由于受到環境技術的影響，這些掘進機的開發研究在當時還處于一個試驗的階段。80年代初期受到機械化工業的影響，煤炭機械化程度快速發展，然而由于我國自主研發的機械化設備暫時不能滿足工業發展的需要，因此我國從國外引進了較為先進的機械，機型為AM50型和S－100型，這兩種機械大幅度推動了綜合掘進機械化設備的發展。我國的科研人員也積極研發了適合我國地質的綜合機械化掘進設備，經過近30年的研究終于形成了年產超越1 000臺的煤巷綜合掘進機的加工制造，滿足了我國市場的基本需求［1］。至今為止，我國煤巷綜合掘進機已經具備了很多的優秀技術條件，從整體而言，設計合理，結構緊湊，改進了機身的設計，相對矮小，將重心有所降低，因此穩定性也就得到了提高。新一代的煤巷綜合掘進機的生產能力較大，適應能力較高，能夠適應各種復雜的地質環境，設計結構建委簡單，工作穩定可靠，易于維護，液壓系統可靠性較高，具有工礦檢測和故障診斷的功能。

2 綜合機械化掘進設備的組成

為了更好地適應我國的地質條件和生產狀況，一般使用的綜合機械化掘進設備由掘進機、轉載機、皮帶、錨桿鉆機、煤電鉆和錨索漲拉器等組成。在我國各個型號的掘進機中，內蒙古第二機械制造總廠工程機械廠生產的EBZ－90型的掘進機切割功率較大，尤其是截割部有兩個截割頭適合矩形巷道和半煤巖掘進，技術故障較少，結構緊湊，電控比較集中，機后帶轉載機，利于操作，性價也相對較高。

我國礦井支護采用錨桿、錨索、鋼帶、金屬網聯合支護。一般的支護材料規格為錨頂采用20×1 800／2 200mm 的螺紋鋼錨桿，配備MSCK2355的錨固劑和100×100×8（mm）成品托片。錨索采用17.8×5 500／7 500（mm）的低松弛鋼絞線，每個錨索需要3個MSCK2355錨固劑來錨固，配一個200×200×16（mm）的鋼板托片。鋼帶采用W 型鋼帶，金屬網用10號鋼絲編織菱形金屬網。

3 綜合機械化掘進技術的施工工藝

3.1 施工工藝

煤巷機械化掘進施工前，一定要進入工作面進行設備檢查，做好各項開工工作，在啟動掘進機時要從巷道中心底部來進行切割，然后左右擺動截割頭，從上而下切割，并且在巷道兩邊各留80mm 厚的煤，按照規定循環的進度完成完整切割裝運，其次退出掘進機后切斷電源進行敲幫問頂、鋪網、上鋼的臨時支護，人工再將煤幫刷齊、找平，安裝頂錨桿，最后進行下一個循環工作［2］。

3.2 截割工藝

在掘進機切割時，要根據巷道圍巖的情況和斷面大小合理利用截割頭的左右擺動和升降。截割的程序選擇要根據一般原則做到有利于頂板支護以及開截。對于較均勻的中等硬度煤巖，采取的是由下而上分段擺動截割程序，對于破碎頂板采取的方法再由下而上分段擺動截割，對節理發育軟煤則采取下部中心開鉆，然后周邊刷邦的截割程序。

3.3 支護工藝

在煤巷綜合機械化掘進機完成割裝運退后要先用長把工具進行敲幫問頂，然后再掛上鋼帶進行臨時支護。掘進機用錨桿鉆機打頂部錨桿眼后再進行安裝，安裝錨桿時先安裝中間的錨桿，再用鎬將兩幫刷齊后通過煤電鉆打眼并安裝錨桿，然后掛幫網，裝托班并擰緊螺母。

4 實現快速掘進

1）通過選擇性能優良掘進機來提高設備可靠性。煤炭及部分礦物是掘進機的具體工作對象，在工作時受到的沖擊振動較大，加上環境影響，因此需要根據使用條件來選擇，標準是5萬h。在與國產化和引進技術的合作中，我國的掘進機制造技術已經進入了一個新階段，開始了自主發展的進程。國產掘進機必須要在液壓、電氣、元件等選擇上進行嚴格把關，把握質量問題，對國產難以過關的關鍵元件要采用先進國家的產品，有條件的還要采用嵌裝式結構來替代螺栓結構以達到穩定的效果。通過采用模塊組裝的方式來簡化結構，以便機械的組裝，能夠提高設備的可靠性，得到最終穩定、效率高的特點［3］。

2）現代化技術促進高機電一體化程度。在實現掘進機自動控制操作的過程中，包含推進方向的監控、割斷面輪廓尺寸的監控以及切割電機功率自控調節監控。對供電電壓測控、電機符合和溫度、油溫及污染、液壓系統油壓等進行監控，才能實現掘進機故障診斷以及工程監測質量的提高。通過現代化測控技術，實現對掘進機工礦的檢測，并加以完善和改進，達到機電一體化的最終目的，通過這種方式可最大限度實現掘進效果的提高，且有利于不斷改進并且完善煤巷的快速掘進技術，最大限度的提高機電一體化的程度。

3）推廣錨桿支護，改進運輸方式。由于掘進機的配套能力低、設備不完善，再加上煤巷掘進效率低，因此機械沒有辦法充分發揮作用，巷道掘進系統配套環境多，其中包括運輸、支護、降塵、供電供水、通風等，如果單位想要大幅度提高掘進效率，充分發揮出機械化的作用，還需要提高設備的綜合配套能力，進一步完善設備。同時還需要加強輔助運輸方式的改進，不斷提高運輸的效率，采用連續運輸方式運用在煤巖運輸上，在轉載環節上，需要完善轉載機的功能，以節省轉載的時間，達到運輸轉載效率的提高。

4）利用采用據錨機實現一體化工程。由于在懸臂掘進機上添加壓錨桿鉆機技術難度大，且目前還難以推廣，因此還需要進一步完善，而采用掘錨機組，能夠很好地解決掘進工作面在長期范圍內所不能解決的掘進問題及支護平行的作業問題，這種方式是對快速掘進技術很大程度的進步和突破。再加上圖稿設備的穩定性，能夠降低錨桿與工作面距離，利用PLC技術，還能夠實現掘進設備理想化快速掘進。

5）選擇適宜環境下進行連續采煤機的推廣。連續采煤機已經在很多國家實現了廣泛的應用，這種采煤機根據自身的特點來引進連續采煤機及配套設備，可以在煤巷的多頭掘進上得到應用，并且具有速度快、安全可靠、用人效率高、設備配套簡單等特點。通過多次的實踐可以證明，采用錨桿支護的配合連續采煤機進行，能夠有效實現工作面快速掘進技術的高產和高效。

5 結語

我國礦井隨著綜合機械化掘進技術的提高，已經在掘進水平上得到了很大的進步，且基本實現掘進技術全面、快速的發展。在科技的不斷進步下，掘進機的選擇發展方向性更多、發展方向更明晰，不僅是工作效率的提高，也擴大煤巷錨桿使用范圍，同時還提高煤巷快速掘進水平，以達到高產的最終目的。隨著我國煤巷采掘機械化程度的大幅度提高，再加上礦井挖掘步伐的加快，都促進了煤巷綜合機械化掘進技術發展，并且為掘進技術新發展帶來了新的機遇，促進了綜合機械化設備的普及程度。

［1］張藝，劉世會，綜合掘進技術在煤巷快速掘進應用研究［J］.時代報告，2012（3）：10.

［2］潘宏，綜合機械化掘進技術在全煤巷的應用［J］.中國科技博覽，2012（22）：15－20.

［3］牛利平，煤巷綜合機械化掘進技術研究［J］.技術與市場，2014，21（5）：20.

［4］郝利生，煤巷綜合機械化掘進技術［J］.價值工程，2012（30）：2－3.