大采高工作面多巷連采機(jī)掘進(jìn)技術(shù)的探究

李龍川（神華神東煤炭集團(tuán)有限公司石圪臺煤礦連采二隊，陜西榆林 719315）

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大采高工作面多巷連采機(jī)掘進(jìn)技術(shù)的探究

李龍川
（神華神東煤炭集團(tuán)有限公司石圪臺煤礦連采二隊，陜西榆林 719315）

摘 要：主要通過針對制約煤礦在大采高工作面的回采巷道在快速掘進(jìn)時影響問題的研究和分析，可以查到在各方面原因是制約煤礦在連采作業(yè)面提高設(shè)備掘進(jìn)速度的重要因素。通過研究得出，提高操作人員水平，簡化采煤的系統(tǒng)，做好在掘進(jìn)面的瓦斯預(yù)抽和進(jìn)行多工序的平行作業(yè)等方面才是現(xiàn)實提高煤礦采煤掘進(jìn)速度的根本。

關(guān)鍵詞：大采高工作面；千米轉(zhuǎn)機(jī)；快速掘進(jìn)

連續(xù)運行方式的采煤機(jī)作為新型的礦山開采掘進(jìn)設(shè)施，在掘進(jìn)過程中具有進(jìn)程快、成型好、操作工藝簡單、機(jī)器發(fā)生故障率較低等好的方面，是礦山開采一體化的綜合累機(jī)械挖掘設(shè)備。現(xiàn)在礦區(qū)煤層較好，相對設(shè)備排斥較小的礦山地區(qū)已經(jīng)應(yīng)用這種機(jī)械開始進(jìn)行采煤掘進(jìn)。在2003年神華集團(tuán)下屬煤礦在上灣礦進(jìn)行連采作業(yè)時進(jìn)行了單機(jī)三巷掘進(jìn)，出色地完成了任務(wù)。但是在環(huán)境特殊的礦區(qū)，由于礦壓太過于明顯，在煤層中瓦斯的儲存較多，就使我們的連采設(shè)備在掘進(jìn)作業(yè)上受到阻礙，不能夠達(dá)到我們在礦區(qū)作業(yè)的需要，同時加上其他因素的影響造成在設(shè)備的使用上受到嚴(yán)重的限制，所以我們在快速掘進(jìn)方面要加以使用，提高煤礦開采的效率，從而獲取更大的效益，同時在保證好礦井的正常作業(yè)方面具有十分重要的作用。

1 在大采高設(shè)備的概況

我國首次使用大采高進(jìn)行采煤作業(yè)是在1978年，同時，國內(nèi)自身也在開始努力研制自己的大采高采煤機(jī)，并于六年后自主研發(fā)成功，并實現(xiàn)了國內(nèi)自主生產(chǎn)的首批國內(nèi)大采高設(shè)備。如在1984年在西山使用了我國自主生產(chǎn)研發(fā)的首套大采高掘進(jìn)設(shè)備，并且進(jìn)行了對大采高在各項性能上的全面測試，并且順利地通過了相關(guān)鑒定。經(jīng)過20年的不斷努力和創(chuàng)新，我們?nèi)缃竦拇蟛筛咴O(shè)備無論是在性能還是在功能方面都是較為優(yōu)先的。我們在大采高進(jìn)行工作面使用多巷連采機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)方面技術(shù)的研究已經(jīng)達(dá)到了我們在實際使用上的需求，但是也存在這一些不相適應(yīng)的問題。

2 合理使用大采高

在使用大采高設(shè)備進(jìn)行工作面作業(yè)的時候，并不是越多越好，事實證明：大采高越大，工作面在進(jìn)行開采造成的巖層的運動越大，當(dāng)大采高超過5.5m后，就有可能造成上層的鍛煉，此時的工作支持面將承受很大的載荷，從而影響到在支撐上的穩(wěn)固，同時由于現(xiàn)在的設(shè)備都趨于大型化，設(shè)備精密化，相對應(yīng)的也就會變得更加復(fù)雜，在對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)的難度方面也會相應(yīng)地變大，從而降低我們設(shè)備的掘進(jìn)速度，對煤礦的生產(chǎn)帶來影響，降低在再井下作業(yè)的安全系數(shù)。總的來說，在產(chǎn)量和采煤高度上市成正比的，在采高方面三米到三米五的單產(chǎn)最好，最高可以提高到四米五到五米就是設(shè)備在合理開采方面的極限，所以我們在開采方面的研究，建議最好在采煤高度上要小于5m為好。

3 影響掘進(jìn)的主要問題

在對巷道施工中發(fā)現(xiàn)，影響我們工程掘進(jìn)的最大原因就是瓦斯，在采煤過程中進(jìn)度較慢，就會造成空頂?shù)臅r間過長而引發(fā)安全隱患問題的產(chǎn)生。在瓦斯高的礦井進(jìn)行作業(yè)前，就需要在進(jìn)行掘進(jìn)前進(jìn)行安全風(fēng)險預(yù)測，而在進(jìn)行預(yù)測前就需要進(jìn)行支護(hù)，進(jìn)行一次這樣的工作，最少也要占用3.5b。在預(yù)測時我們的部分機(jī)器需要停止使用這就回大大降低我們的生產(chǎn)加工速度。

在機(jī)器的開關(guān)率上發(fā)現(xiàn)，在機(jī)器的使用過程中每周的開關(guān)率能達(dá)到正常的1/3左右，而錨桿機(jī)在使用等各方面問題的開機(jī)率次數(shù)每周達(dá)到使用總次數(shù)的1/2左右，在設(shè)備的開關(guān)機(jī)方面是一項十分重要的影響問題，他嚴(yán)重影響我們的工作速度。除了設(shè)備原因外，自然因素的不相適應(yīng)也是嚴(yán)重影響我們工程作業(yè)進(jìn)度的主要原因，在煤礦出設(shè)備原因外，環(huán)境因素主要是瓦斯的威脅，也是影響我們掘進(jìn)進(jìn)度的關(guān)鍵因素之一。煤礦在瓦斯這方面問題也是受到嚴(yán)重的困擾，這個問題嚴(yán)重制約著在煤礦開采工作面的掘進(jìn)進(jìn)度的快慢。如果瓦斯含量較大，機(jī)械割煤的速度也就會相應(yīng)的變慢，從而造成工作面無空頂問題的產(chǎn)生，錨桿機(jī)自身的開機(jī)率較低，而因為瓦斯而斷電又會直接造成開采工作面停止運行，嚴(yán)重制約掘進(jìn)的速度。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，每月的事故問題上因為各種問題而造成意外而停止掘進(jìn)的問題占整個作業(yè)時間的一半以上。

4 快速進(jìn)行多巷連采掘進(jìn)的措施

4.1 瓦斯治理

井下最常見的問題就是瓦斯問題，瓦斯嚴(yán)重制約我們的井下開采作業(yè)。現(xiàn)在的方法主要是采取以下方式進(jìn)行。一是，進(jìn)行提前預(yù)抽。在進(jìn)行施工的過程中，就需要在靠近采煤的那一側(cè)每隔300-400m就施工一個千米鉆場，主要用來進(jìn)行瓦斯抽取，一方面可以降低在回采作業(yè)中的瓦斯難度，另一方面可以降低在掘進(jìn)時的瓦斯?jié)舛取Ｔ诰蜻M(jìn)過程中，一般每隔300-400m，就施工一個千米鉆場繞道，用以向工作面方向進(jìn)

行打鉆，然后進(jìn)行瓦斯預(yù)抽。二是，普通鉆機(jī)超前鉆孔掩護(hù)掘進(jìn)。由于大部分礦井的瓦斯含量較大，而千米鉆機(jī)的抽取時間短、加之鉆孔穩(wěn)定性的限制，導(dǎo)致在挖掘過程中，由于瓦斯的超限導(dǎo)致故障斷電的事情的發(fā)生，這就給我們的安全生產(chǎn)方面帶來了巨大的壓力，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)作業(yè)。為了更好地解決這方面的問題，可以進(jìn)行對每一個聯(lián)絡(luò)巷進(jìn)行打通，測量一下煤體瓦斯?jié)舛龋?dāng)測量出前方煤體瓦斯?jié)舛冗^高時，就不能在聯(lián)絡(luò)巷進(jìn)行掩護(hù)鉆孔施工；如果掘進(jìn)工作面煤體瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)后，在聯(lián)絡(luò)巷進(jìn)行六個超前掩護(hù)鉆孔施工；按照瓦斯的濃度依次增加鉆孔數(shù)量，鉆孔的大小深度數(shù)據(jù)依照煤體中的瓦斯含量而定。在瓦斯?jié)舛却蟮牡胤姐@孔數(shù)就相對密集一點。

當(dāng)在進(jìn)行較長距離掘進(jìn)的時候，在巷道的兩側(cè)的卸壓帶就是瓦斯的主要來源，直接能夠影響工作面中瓦斯的量大小。所以在掘進(jìn)過程中要重點防止兩側(cè)的瓦斯量，同時也要檢測在施工面上的瓦斯。

在利用以上方法進(jìn)行對瓦斯的有效治理，使我們在巷道的掘進(jìn)中，大大加快，在斷電停機(jī)方面的次數(shù)也是大大降低。同時也可以在抽取瓦斯不充分的地區(qū)進(jìn)行局部給送風(fēng)機(jī)進(jìn)行送風(fēng)以降低和稀釋瓦斯的濃度和含量。

4.2 努力提高人員能力素質(zhì)

在煤礦的礦產(chǎn)開采方面，連采機(jī)的操作司機(jī)在技術(shù)水平上的好壞，能夠直接決定在巷道開采后的成形質(zhì)量。技術(shù)和水平較好的操作司機(jī)在進(jìn)行操作的時候，切割出的采煤巷道頂板相對較高的平整度，在巷道尺寸上的偏差也是比較小的，在割煤的速度上也比較快，這樣不僅能節(jié)省時間，還給進(jìn)行支護(hù)工作帶來了很大的方便。機(jī)電工在檢測維修的技術(shù)水平上，決定著設(shè)備的檢修、維護(hù)的速度、時間、質(zhì)量。只有在設(shè)備檢修與維護(hù)十分到位的情況下，才能使我們的事故率降到最低。

4.3 簡化出煤系統(tǒng)

在正常的煤礦生產(chǎn)中，由于煤礦產(chǎn)煤環(huán)節(jié)比較多，就會大大增加煤礦產(chǎn)煤過程中的事故多發(fā)率，嚴(yán)重影響煤礦的正常生產(chǎn)。我們就以某煤礦為例根據(jù)煤礦的出煤系統(tǒng)的現(xiàn)狀，由于該煤礦東四1.4m膠帶有近1 000m長，從而造成自身符合較大，所以要再增加一部1m的膠帶，同時將該巷道與東四打通并對該巷的1m膠帶進(jìn)行延長，這樣就可以減少一些不必要設(shè)備的應(yīng)用，也能在煤礦出煤系統(tǒng)的程序簡化上能夠得到很大程度上的提高，同時還能提高系統(tǒng)的可靠性，盡可能地降低事故問題的發(fā)生。

4.4 進(jìn)行多工序在交叉作業(yè)上的研究

盡量降低在循環(huán)作業(yè)上的時間最關(guān)鍵的問題在于相關(guān)設(shè)備是否能夠正常的運轉(zhuǎn)，運用多工序平行作業(yè)，在輔助工序上耗時較少。大采高多巷連采設(shè)備主要是為了適合于在雙巷或者多巷的進(jìn)行快速掘進(jìn)，由于部分煤礦礦井瓦斯問題較為突出，因此在掘進(jìn)前需要進(jìn)行細(xì)致預(yù)測。在這種雙巷或者多巷同時快速掘進(jìn)的情況下，當(dāng)其中一條巷道在進(jìn)行預(yù)測時，在正常情況下，另一個采煤巷道就會處于切割煤層或者進(jìn)行支護(hù)的狀態(tài)，在這種情況下錨桿機(jī)或者連采機(jī)就會處在停車的狀態(tài)，從而造成設(shè)備在開機(jī)率上大大地降低，直接影響設(shè)備掘進(jìn)速度。因此，在進(jìn)行這樣的礦井連采設(shè)備三巷進(jìn)行快速掘進(jìn)的情況下，設(shè)備在開機(jī)率上就會得到很大的提升，這將能在很大的程度上提高煤礦開采的掘進(jìn)速度，更加能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦開采在多工序平行作業(yè)上地應(yīng)用。

5 結(jié)語

在現(xiàn)在的煤礦開采工作中，對于大采高的應(yīng)用已經(jīng)很普及了，但在多巷連采挖掘技術(shù)方面的應(yīng)用大部分還是都在實驗運行階段，要想能夠更快的運用到實際的工作當(dāng)中去，就需要我們針對環(huán)境和設(shè)備的需求，做好相關(guān)工作的準(zhǔn)備，防止出現(xiàn)工作錯誤的問題產(chǎn)生。通過對多巷巷掘連采機(jī)的掘進(jìn)技術(shù)的深入研究，認(rèn)真分析在采煤機(jī)掘進(jìn)速度方面的影響因素，并根據(jù)實際需要給出了相應(yīng)的解決問題的方案。從而實現(xiàn)了煤礦開采的快速掘進(jìn)。在掘進(jìn)中也要注意對掘進(jìn)工作面中的瓦斯進(jìn)行檢測并提前充分預(yù)抽，盡力做到三巷掘進(jìn)的同時進(jìn)行，努力提高設(shè)備的開機(jī)率，同時也要培養(yǎng)出大量高水平、高技術(shù)的檢修工，能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行最好的維護(hù)保養(yǎng)，簡化煤礦的出煤系統(tǒng)，在多方面措施的共同運作下來降低煤礦的事故發(fā)生率，為安全和生產(chǎn)做好保障。

參考文獻(xiàn)

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Even from the Large Mining Height More than Machine Tunneling Technology is Explored

Li Long-chuan

Abstract：This paper mainly through for restricting the coal mine in large mining height working face roadway rapid excavation in influence the research and analysis of the problem can be found in various aspects reason is restricts the coal mine in mining work surface to improve equipment driving speed is an important factor.Through the research，it is concluded that to improve the operating personnel level，simplify the mining system，do a good job in the face of the gas pre pumping and the parallel operation of the multi process is the reality to improve the speed of coal mining.

Key words：large mining height working face；kilometer transfer；rapid excavation

中圖分類號：TD263.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號：1003–6490（2016）02–0045–02

收稿日期：2016–01–22

作者簡介：李龍川（1976—），男，陜西渭南人，本科，主要研究方向為煤礦掘進(jìn)。