煤巷快速掘進(jìn)施工技術(shù)探討

周慶元

（黑龍江省龍煤鶴崗礦業(yè)有限責(zé)任公司興山煤礦，黑龍江鶴崗154100）

煤巷快速掘進(jìn)施工技術(shù)探討

周慶元

（黑龍江省龍煤鶴崗礦業(yè)有限責(zé)任公司興山煤礦，黑龍江鶴崗154100）

煤巷掘進(jìn)是煤礦采掘作業(yè)的重要環(huán)節(jié)，而煤巷快速掘進(jìn)則是煤礦生產(chǎn)中非常重視的工作。快速掘進(jìn)是煤礦負(fù)責(zé)人、干部、技術(shù)人員及全體員工都期望實(shí)現(xiàn)的愿望，這種內(nèi)生動(dòng)力推動(dòng)了煤巷快速掘進(jìn)施工技術(shù)的生產(chǎn)。煤礦技術(shù)人員必須深入研究快速掘進(jìn)施工技術(shù)，提高煤礦生產(chǎn)力，提高掘進(jìn)效率，進(jìn)而提高煤礦企業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

煤巷快速掘進(jìn)；施工技術(shù)

1 以煤巷掘進(jìn)機(jī)為主的幾種生產(chǎn)線

1.1 掘進(jìn)機(jī)——刮板輸送機(jī)的作業(yè)線

此作業(yè)線的主要設(shè)備是煤巷掘進(jìn)機(jī)、刮板輸送機(jī)。掘進(jìn)機(jī)截割下來(lái)的煤巖，卸給其下方的刮板輸送機(jī)，刮板輸送機(jī)將煤巖輸送、卸載到煤倉(cāng)或其他運(yùn)輸設(shè)備上，截割下來(lái)的煤巖被不間斷地運(yùn)出，保證掘進(jìn)工作具有很好的連貫性，加快掘進(jìn)速度。但掘進(jìn)機(jī)向前連續(xù)掘進(jìn)一段距離后，要停機(jī)，進(jìn)行巷道支護(hù)和刮板輸送機(jī)接長(zhǎng)工作。

該作業(yè)線為連續(xù)掘進(jìn)、運(yùn)輸與支護(hù)、接長(zhǎng)刮板輸送機(jī)交替作業(yè)，仍然存在掘進(jìn)間斷、勞動(dòng)強(qiáng)度大、占用人員多等問(wèn)題。因此，這種掘進(jìn)作業(yè)線，適合較短巷道掘進(jìn)，一般運(yùn)輸距離不超過(guò)400m時(shí)較為適用。

在采用掘進(jìn)刮板輸送機(jī)械化作業(yè)線時(shí)，輸送機(jī)占用巷道斷面較少，可沿巷道一幫布置，而且該作業(yè)線一般都在短距離巷道掘進(jìn)時(shí)采用，當(dāng)輔助運(yùn)輸量較小時(shí)（如采用錨桿支護(hù)的巷道），由人工運(yùn)輸至工作面。運(yùn)輸量較大時(shí)則需鋪道運(yùn)輸。

1.2 掘進(jìn)機(jī)——膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)——刮板輸送機(jī)的作業(yè)線

該作業(yè)線減少了連續(xù)掘進(jìn)、運(yùn)輸與支護(hù)、接長(zhǎng)刮板的交替作業(yè)，膠帶機(jī)頭安裝需占用一定時(shí)間。因此，這種掘進(jìn)作業(yè)線適合較長(zhǎng)巷道掘進(jìn)，一般運(yùn)輸距離在400 m以上時(shí)較為適用。在采用掘進(jìn)機(jī)——膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)——刮板輸送機(jī)機(jī)械化作業(yè)線時(shí)，由于膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)占用巷道空間較大，輔助運(yùn)輸較為困難，在雙巷齊頭并進(jìn)時(shí)，兩巷集中從一條巷道的膠帶機(jī)出煤，另一條巷道作為輔助運(yùn)輸巷道。在巷道為單巷掘進(jìn)時(shí)，輔助運(yùn)輸很難解決，可以通過(guò)增大巷道斷面來(lái)解決。

1.3 掘進(jìn)機(jī)——膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)——可伸縮雙向帶式輸送機(jī)的作業(yè)線

在以上作業(yè)線基礎(chǔ)上，把刮板輸送機(jī)換成可伸縮帶式輸送機(jī)（如圖1）。該作業(yè)線減少了膠帶伸長(zhǎng)次數(shù)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離連續(xù)運(yùn)輸，生產(chǎn)能力大，基本上可滿足掘進(jìn)機(jī)快速掘進(jìn)的要求。

圖1 掘進(jìn)機(jī)、帶式輸送機(jī)作業(yè)線設(shè)備布置圖Fig.1Equipment layout of heading machine and ribbon conveyor operating line

膠帶延長(zhǎng)速度快（每延長(zhǎng)12 m膠帶僅需30 min），支護(hù)工作與接長(zhǎng)膠帶可平行進(jìn)行，縮短掘進(jìn)循環(huán)時(shí)間。因此，該掘進(jìn)作業(yè)線適合長(zhǎng)巷道掘進(jìn)，運(yùn)輸距離大于600 m時(shí)，其優(yōu)越性更為明顯。另外，帶式輸送機(jī)上膠帶運(yùn)煤時(shí)，下膠帶能同時(shí)向工作面運(yùn)送材料，使上膠帶出煤和下膠帶進(jìn)料形成運(yùn)輸系統(tǒng)，可簡(jiǎn)化輔助運(yùn)料系統(tǒng)。當(dāng)然，管理較為復(fù)雜，事故隱患多為該作業(yè)線的不足。

1.4 掘進(jìn)機(jī)——倉(cāng)式（梭行）礦車的作業(yè)線

該作業(yè)線由掘進(jìn)機(jī)、倉(cāng)式（梭行）礦車和牽引絞車或防爆機(jī)車組成。掘進(jìn)機(jī)截割下來(lái)的煤巖，經(jīng)掘進(jìn)機(jī)的裝載機(jī)構(gòu)和膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)，卸載于倉(cāng)式（梭行）礦車內(nèi)，然后用絞車或電機(jī)車將倉(cāng)式（梭行）礦車?yán)叫遁d地點(diǎn)卸載。此作業(yè)線可將截落的煤巖及時(shí)運(yùn)走，特別適合運(yùn)輸距離較長(zhǎng)的情況下掘進(jìn)。但是采用絞車牽引倉(cāng)式（梭行）礦車靈活性較差，影響掘進(jìn)機(jī)效能的發(fā)揮，在實(shí)際生產(chǎn)中最好采用防爆機(jī)車牽引。

2 利用連續(xù)采煤機(jī)快速掘進(jìn)施工

2.1 連續(xù)采煤機(jī)用于掘進(jìn)的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1.1連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)有如下優(yōu)點(diǎn)

因?yàn)橐簤合到y(tǒng)簡(jiǎn)單，通常采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，不受或少受液壓元件故障多的制約，傳動(dòng)系統(tǒng)安全可靠。掘、錨、裝、運(yùn)可平行作業(yè)，掘進(jìn)速度快，工效高。

2.1.2連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)存在以下缺點(diǎn)

連續(xù)采煤機(jī)和配套梭行礦車往復(fù)運(yùn)行，對(duì)底板破壞比較嚴(yán)重。在松軟底板條件下，后配套設(shè)備最好選用橋式膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)；連續(xù)采煤機(jī)受地質(zhì)條件影響較大。通常要求煤層傾角不能太大，厚度在1.3～4m，底板堅(jiān)硬，礦井水對(duì)底板影響較小，頂板為中等穩(wěn)定，有較好自控及可錨性。由于截割頭一般在3 m左右，通常大于機(jī)身寬度，連續(xù)采煤機(jī)只適用于巷道寬度大的礦井。掘、錨的分離作業(yè)，需要多開聯(lián)絡(luò)巷，進(jìn)行快速密閉，給生產(chǎn)時(shí)通風(fēng)管理造成困難。煤體暴露多，給有自然發(fā)火危險(xiǎn)的礦井造成安全隱患。

2.2 主要代表設(shè)備與性能

具有代表性的有BM20型、KBⅡ型和ISS型采掘錨桿機(jī)等。目前采掘錨機(jī)組技術(shù)已經(jīng)成熟并得到廣泛應(yīng)用。如長(zhǎng)壁工作面順槽80%以上采用采掘錨一體化的掘錨機(jī)組施工，幾種主要的采掘錨機(jī)組在煤礦也得到了應(yīng)用。ABM20型采掘錨機(jī)組是典型代表，它在掘進(jìn)工作面的作業(yè)是割煤和安裝錨桿平行作業(yè)，機(jī)組的行走機(jī)構(gòu)帶著機(jī)體及錨桿機(jī)向前移動(dòng)，完成一個(gè)掘進(jìn)循環(huán)。如表1所列。

表1 國(guó)外采掘錨機(jī)組的技術(shù)特征表Tab.1 Technical feature list of foreign mining anchor unit

3 結(jié)語(yǔ)

以煤巷掘進(jìn)機(jī)為主的幾種生產(chǎn)線主要有掘進(jìn)機(jī)——刮板輸送機(jī)的作業(yè)線，掘進(jìn)機(jī)——膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)——刮板輸送機(jī)的作業(yè)線，掘進(jìn)機(jī)——膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)——可伸縮雙向帶式輸送機(jī)的作業(yè)線，掘進(jìn)機(jī)——倉(cāng)式（梭行）礦車的作業(yè)線。利用連續(xù)采煤機(jī)快速掘進(jìn)施工各有其優(yōu)缺點(diǎn)，要發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，避其弊端，充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備性能。無(wú)論采用何種煤巷快速掘進(jìn)施工的生產(chǎn)線，必須從本煤礦的實(shí)際情況出發(fā)，以提高煤礦的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

［1］馬維緒.掘進(jìn)及其機(jī)電技術(shù)［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2011.

［2］郭奉賢，席振修.煤礦開采與掘進(jìn)［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2008.

［3］邱江.掘進(jìn)工程［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2014.

Discussion on construction technique of coal road speedy drivage

ZHOUQing-yuan
（Xingshan Coal Mine ofHeilongjiangLongmayHegangCoal MiningCo.，Ltd.，Hegang154100，China）

Coal drivage is an important part of coal mining operations，and coal road speedy drivage is a very important job in coal production.Speedy drivage is expected by officials，cadres，technicians and staff，which promotes the rapid production of coal road speedy drivage technology.It needs mine technician to study this technology to improve coal mine productivity，enhance drivage efficiency，thereby increasing the economic benefits of coal mine production.

Coal road speedydrivage；Construction technology

TD263

B

1674-8646（2016）13-0023-02

2016-04-25

周慶元（1971-），男，黑龍江鶴崗人，工程師，從事煤礦采煤和掘進(jìn)研究工作。