煤巷連續采煤機快速掘進技術研究與探索

鄭凱

（陜煤集團神木紅柳林礦業有限公司，陜西榆林 719300）

煤巷連續采煤機快速掘進技術研究與探索

鄭凱

（陜煤集團神木紅柳林礦業有限公司，陜西榆林 719300）

隨著煤炭行業的發展，大型生產礦井正在朝著高產高效、智能化、集約化、自動化、綠色開采方向發展。本文結合所在煤礦地質現狀，通過對影響煤巷連續采煤機快速掘進的因素分析，簡單介紹了煤巷連續采煤機快速掘進工藝，提出改進措施，總結出了一套連續采煤機雙巷快速掘進方法，對大型現代化礦井煤巷應用連續采煤機快速掘進具有一定的借鑒意義。

煤巷 連續采煤機 快速掘進 措施

2011年以來，我們礦井在借鑒神東公司連續采煤機配套掘進工藝的基礎上，采購進口連續采煤機配套國產四臂錨桿鉆機、梭車、皮帶機、裝載機等掘進機械，在5-2煤層采煤工作面順槽掘進工作面得以成功應用；5年來我們也在不斷探索和分析連采機掘工藝的改進、成本控制和單進水平的提升，故此，如何提高煤巷連續采煤機快速掘進技術更值得去深入研究與探索。

1 影響煤巷快速掘進的因素

1.1 巷道地質條件對煤巷快速掘進的影響

煤礦巷道生產掘進過程中地質構造是首要影響因素，具體體現在煤巖硬度、圍巖節理、褶區構造及劈里發育狀況、瓦斯量、頂板、底板穩定性、涌水量標準等。我們煤礦坐落于陜西省神木縣境內，屬低瓦斯礦井，開采煤系均屬侏羅紀延安組，開采的5-2煤煤層厚度普遍（6.45—7.29）m，平均厚度5.87m，厚度穩定，屬厚煤層，變異性中等，結構簡單，近水平，含夾矸兩層，巖性為粉砂巖或泥巖；煤層普氏硬度系數2.4，屬于中硬煤層；煤層頂板完整性好，直接頂以細砂巖為主，底板以粉砂巖為主；但煤層水文地質條件相對復雜，存在疑似采空積水區，采煤工作面地表受肯鐵令沖溝影響容易形成地表水下滲。因而，在采面順槽掘進過程中，防治水尤為重要，影響連續采煤機掘進快速施工進度。

1.2 掘進機械設備對掘進效率的影響

一些老礦井，仍然使用一些老舊設備，比如巷道掘進采用炮掘或綜掘，頂板支護打錨桿仍使用風鎬鉆眼，嚴重制約煤巷快速掘進，我們引進煤巷四臂錨桿鉆機、幫錨鉆機等先進設備，避免因設備配置影響。

1.3 工藝工序銜接與施工管理對掘進效率的影響

掘進工作面工藝工序的組織的好壞，區隊管理人員業務素質、工人的操作熟練程度，都直接影響小班掘進進度；而班組長則是現場小班安全生產的“第一道防線”，也是提高生產效率的直接指揮者，如果現場施工組織管理不善，工序銜接混亂，也會嚴重制約掘進效率。

2 煤巷連續采煤機快速掘進工藝內容

連續采煤機是一種可以連續采掘煤炭的現代化機械設備，它是由連續采煤機、梭車、四臂錨桿鉆機、幫錨鉆機、皮帶機、轉載破碎機等組成的綜合性配套掘進技術，它既可以作為單獨的采煤機房柱式采煤、回采邊角煤，又可以用來開掘以煤為基巖的巷道掘進，形成一條效率高、相互配合、連續均衡生產的、完整的掘進系統，可以實現巷道掘進、轉載、運輸、支護機械化作業，從而提高掘進速度和經濟效益。近些年來隨著國內采掘機械化制造業發展，國產連續采煤機機械也日臻成熟，已經在我國許多大型煤礦普遍應用；我們礦使用的進口連續采煤機配套設備，用在5-2煤綜采工作面煤巷順槽雙巷掘進或順槽單巷掘進，具有速度快、用人少、效率高，配套簡單，安全可靠，使用方便的優點。以15209連采機掘工作面為例，我們總結出了一套相對成熟的連采機雙巷快速掘進方法。

2.1 掘進施工工藝

交接班檢查→連采機落煤→梭車運輸→退連采機調機→清理浮煤雜物→錨桿機支護→退錨桿機→連采機落煤。

首先，在激光指向儀的導向下，確定連采機的進刀位置，進刀位置選擇在巷道左側，沿激光指向儀的導向為標準的施工尺寸用連采機從頂板進刀，掘進10m退機，這一工序稱為切槽工序。然后，調整連采機到巷道另一側，并以激光指向儀的導向為標準，來確定位置，開始割剩余部分的煤，這一工序稱為采垛工序。

我們分析整個掘進作業環節，在正常掘進作業中，連采機完成落煤后，梭車空車盡可能及時運行到連采機后方，連采機機尾必須擺布在梭車受料槽中間，連采機司機開啟連采機裝載機構完成自動裝煤，從而避免因掘進煤無法外運而影響掘進效率，支護期間四臂錨桿機盡可能要與連采機保持平行、交叉作業，提高整個支護工作效率。

2.2 巷道支護方式

膠運順槽、輔運順槽支護方式；巷道掘進寬度6m，掘進高度4.5m，砼地坪300mm；頂板φ20x2200mm左旋螺紋鋼錨桿+塑料網聯合支護，兩幫采用φ20x1800mm圓鋼錨桿+塑料網聯合支護。靠煤柱幫幫部支護采用φ20x1800m圓鋼錨桿+8#菱形鐵絲網聯合支護，回采幫支護采用φ20x1800mm玻璃鋼錨桿支護。膠、輔運順槽聯絡巷巷口頂板采用每個聯巷開口處加打兩根φ15.24x6300mm錨索支護方式，聯巷開口斜抹角處補打錨桿。

切眼支護方式：巷道掘進寬度9m，掘進高度4.2m，砼地坪200mm； （螺紋鋼錨桿+鋼筋梯子梁+錨索聯合支護）聯合支護方式，煤柱幫采用Φ16×1600mm圓鋼錨桿支護，靠采面回采幫錨采用Φ 16×1600mm玻璃鋼錨桿支護；切眼調車硐室頂板采用螺紋鋼錨桿支護，幫部不支護。

通過連續采煤機煤巷雙巷掘進，與四臂錨桿鉆機、梭車配合，月平均進尺1000m以上，月最高進尺1520m。

3 提高煤巷快速掘進工藝的措施

（1）支護工藝優化：本著“安全、高效、優化、經濟實用”的原則，我們總結分析了以往連采工作面掘進經驗資料，綜合考慮了以往5-2煤回采工作面日推進度、設備列車所需最短長度、實驗結果觀測總結、回采經驗、支護成本等因素，我們在15209掘進工作面采取理論計算、工程類比方法，對從支護設計上進行了優化：1）膠運順槽、輔運順槽支護優化：膠運順槽頂板嘗試改用φ20x2200mm圓鋼錨桿與φ 20x2200mm左旋螺紋鋼錨桿，雖然單價差異不大，但從錨桿拉拔試驗數據顯示，螺紋鋼錨桿普遍高于圓鋼錨桿，故此頂板仍采用原支護方式即φ20x2200mm左旋螺紋鋼錨桿+8#菱形鐵絲網聯合支護；靠煤柱幫支護由（φ20x1800mm圓鋼錨桿+8#菱形鐵絲網聯合支護）調整為（Φ16×1600mm圓鋼錨桿+8#菱形鐵絲網聯合支護），靠近回采支護由φ18x1800mm玻璃鋼錨桿支護調整為Φ16×1600mm玻璃鋼錨桿。順槽聯絡巷煤柱寬度20m（中-中）；順槽聯絡巷間距（中-中）調整為60m。2）切眼支護方式優化：以往切眼頂板采用（螺紋鋼錨桿+W鋼帶+錨索）聯合支護，通過以往綜采工作面初采初放、初次來壓驗證，發現切眼使用W鋼帶后不利于切眼初次垮落，造成初采步距加大、支架壓力增加，不利于安全管理。切眼頂板支護方式調整為（螺紋鋼錨桿+鋼筋梯子梁+錨索聯合支護）聯合支護方式，切眼調車硐室支護不變。優化后支護操作更加便利、支護成本明顯降低、效果良好。

（2）優化施工組織，多工種協同平行作業：在班組安排上，八點班、四點班檢修及掘進，零點班支護；在班組崗位配置上，每小班配置班長1名、驗收員1名、煤機司機1名、錨桿鉆機司機3名、梭車司機2

············名、破碎機司機1名、皮帶司機2名、跟班電鉗工2名、裝載機司機1名；在組織安排上，同一時間段可分區域分地點，多個工種在保障安全、不影響相互作業的前提下，四臂錨桿機應與連續采煤機盡可能交叉、平行作業，加快支護速度，達到人-機-環綜合協調統一，掘進效率明顯提高。

（3）加強擬掘區域煤層地質勘探：通過地震法勘探和瞬變電磁法勘探和井下超前探、攔截巷攔截等驗證，堅持“有掘必探”，超前把握煤巷前方地質結構，避免透水事故的發生，保障掘進安全。

（4）抓好連采機掘設備采購前配套選型：選購連采機掘設備前，要充分開展調研、論證，選用參數配套、性能優良、穩定可靠的連采機掘設備。

（5）抓好日常維護檢修、配件供應和大修理管理：制定配套連采機掘設備維護、保養、維修制度，保證設備完好性，連采機掘設備接續正常。

（6）加強作業人員日常技能培訓管理：在現代科學技術與先進設備的支撐下，管理人員及崗位操作工人業務素質顯得尤為重要。企業要重視連采機掘管理人員、操作工人、維修人員的定期培訓和日常技能提升培訓，培養復合工種；同時企業可定期組織相關人員去相鄰現代化礦井參觀學習，尋找差距，彌補不足，交流學習先進經驗和管理方法；企業可制訂相應配套激勵政策及管理辦法，實施員工發展規劃、崗位技能鑒定、崗位創新、工器具創新激勵，促進連采機掘各級管理人員、操作工人的綜合業務水平的提升，讓基層區隊人員適應礦井總體發展新要求。

4 結語

“煤礦生產，安全第一；采掘接續，掘進先行”。我們堅信，只要各級管理人員都能夠深入思考，不斷分析研究存在問題與總結成功經驗，一定能夠探索出適應于煤礦安全生產管理、提高單進水平的好方法，促進煤礦采掘接續正常、安全高效發展，達到人-機-環整體同步協調，綜合發展。

［1］榮振棟.煤巷快速掘進有效途徑探析［J］.科技情報開發與經濟，2010（05）.