巖巷機械化快速掘進技術的應用

李玉東/淮南礦業集團潘二煤礦

巖巷機械化快速掘進技術的應用

李玉東/淮南礦業集團潘二煤礦

隨著科學技術的發展，機械化設備在工程項目中運用的越來越廣泛。隨著機械化設備在工程施工中的發展及運用，時常也會受到一些外在環境的影響。例如，井巷的開挖過程，就是一個明顯的環境局限。通過對綜合機械化快速掘進技術的進一步研究，使得綜合機械化快速掘進技術能夠在實踐中更好的發揮其作用。

綜合機械化；快速掘進技；礦井開發

一、綜掘機的應用和選擇

1.綜掘機的選擇。

為了保證綜掘機能力的快速提升，在地質情況較為復雜的情況下，首需要解決的問題就是推廣和使用最合適的綜合機械化的掘進設備。首先，綜合機械化掘進和普通掘進巷道長度臨界點要明確，臨界點的巷道長度經過長期試驗和分析之后得出。如果工作面的施工長度不到400m，只需要采用普掘工藝就可以；如果超過400m，則需要借助綜合機械化的快速掘進技術；其次，截齒的正確選擇，選用的截齒一定要有耐磨性，這樣橫截的效率會大大提升，也不會讓齒座損壞的更為嚴重。實際的操作中，巖石的硬度大，可能綜掘機的切割能力達不到實際的需求，可以借助震動炮的威力有效切割，并做好相應的保護措施；最后，選擇合適的綜掘機。選擇的標準主要是作用對象的強度以及巷道的斷面，不僅保證體積符合要求，也要確保結構相對緊湊。切割的功率要有保證，而且不影響正常的運行，配件一旦出現故障能夠及時的提供備用材料。

2.綜合機械化設備的技術改造。

提升截割技術，按照巷道圍巖情況采用不同的切割順序以及施工方案，原則上是要充分利用機器的穩定性，避免物體的下落，影響裝運的速度，同時按照先軟后硬的流程開展。如果頂板是砂質的頁巖可以選用圓弧的拱形斷面，沿著底部放頂進行施工；如果頂底板是砂質的頁巖，那么可以在巷道采用切圓的拱形斷面，根據實際情況來選擇合適的方法進行施工。加大過斷層的技術投入，鉆探、物探以及巷道斷層的賦存條件進行綜合分析，判斷出斷層的位置，采取提前挑頂或臥底的方法施工，減少過斷層全巖施工長度，并做好相應的斷層帶應力集中區的支護工作；加大臨時支護技術的投入，利用綜掘機液壓系統上的穩定性能及停機和開機的閉鎖裝置，研究出前探裝置做為臨時支護工具。

3.綜掘機配套設備的改造和管理。

（1）配套設備的改造。運輸技術進行相應的改善，可以很大程度的提升運輸能力。采用拐彎皮帶運輸技術，長距離大角度的進行連續性的掘進；通過小角度的連續拐彎技術，最大的角度為26°，可以通過皮帶機的彎曲傳送，確保巷道能夠連續的生產。（2）施工管理工作的開展。為了能夠充分發揮綜掘機的效能，實現安全和快速生產，可以按照相關的規范開展工作，成立專業性能較強的專業化隊伍，對施工方式進行優化。

二、綜合機械化快速掘進技術的改進及應用

1.綜合機械化快速安裝技術綜合機械化。

掘進是一種先進快速的新工藝，但綜掘機的安裝與使用對施工現場環境有所要求，只有達到綜掘機所具備的環境要求（安裝距離）時，方可進行安裝施工。但一般開門巷道短時間內不具備綜掘機的施工環境要求，按照王樓煤礦施工慣例，只有當巷道炮掘掘進約70m時，才能安裝掘進機、皮帶運輸機，開展綜掘作業。為解決施工環境（主要是安裝距離）問題所帶來的工作局限性，特對綜合機械化掘進的安裝作業進行了剖析與整改，經整改后制定了綜掘機快速安裝技術。

（1）關鍵技術：①巷道開門施工時，炮掘施工10m左右，之后回撤迎頭炮掘設備，組裝綜掘機本體、以及刮板輸送機；②利用綜掘機騎跨刮板輸送機繼續施工，待巷道施工45m時，將刮板輸送機置于巷道一側，按電滾筒皮帶安裝方式安裝可伸縮皮帶運輸機以及綜掘機二運；可伸縮皮帶首先安裝皮帶驅動裝置6～7m、兩節基本架6m，七節滑靴（含皮帶尾）21m，此時綜掘機二運長度20m跨立在滑靴上，實現綜掘正常掘進；③利用生產檢修間隙回撤前期使用的刮板輸送機，同時隨巷道掘進延伸皮帶，完善運輸系統，保證正常掘進。

（2）應用效果及對比：①簡化了綜掘機安裝方式，縮短了安裝距離及時間。巷道掘進10m左右時開始安裝實現機掘，巷道掘進45m時，完成掘進、運輸系統安裝，與過去炮掘施工70m進行綜掘安裝相比，簡化了安裝方式，極大的縮短了安裝距離及時間；②可伸縮皮帶的安裝改變了過去一次安裝完成的方式，改為先安裝皮帶驅動裝置、基本架、滑靴等主要裝置，其余隨巷道掘進逐步完善；③整體安裝過程中確保了掘進的不間斷，同時可以提前實現了機掘施工，縮短了巷道施工開門的準備時間，提高了施工效率，實現了連續掘進。

2.綜合機械化運料技術的改進應用。

煤礦井下機掘速度較快，正常掘進速度為10m/d。巷道施工較長，需要多級提升運輸設備，容易造成運輸困難、材料供應不及時的現象，進而影響正常掘進。為解決運輸問題，在不改變原有運輸系統的基礎上提出了采用了底層皮帶運料的思路。但傳統電滾筒皮帶無法滿足底層皮帶運料的條件，對原有的電滾筒皮帶運輸系統進行了改進，確保了底層皮帶運輸支護材料。

（1）關鍵技術：在原有電滾筒的后面增加一個卸載滾筒及導向滾筒，增加滾筒數量不但增加了皮帶與滾筒的接觸面積，而且降低了底層皮帶高度，在提高運輸能力的同時解決了皮帶打滑及底層皮帶物料運輸問題。（2）應用效果：①在保證皮帶上層運輸煤矸的同時，實現了底層皮帶運料的功能；②增加皮帶與滾筒的接觸面積提高了皮帶的驅動力，提高了運輸能力；③解決長距離巷道支護材料的運輸問題，減少絞車的安裝使用，節省設備應用及人力消耗。

三、結語

為扭轉我國煤礦當前出現的嚴重采掘失調局面，應大力發展以全液壓鉆車和側卸裝巖機為主配套鉆爆法巖巷機械化快速作業線，解決其施工中的技術及裝備問題，達到社會和經濟效益的最大化。長期以來，其掘進速度跟不上回采速度成為制約盤區接替和煤炭生產的主要問題。研究與之相適應的綜合掘進技術，通過技術創新、設備配套、統籌管理，從而實現高產高效，是生產、科研人員追求的重要目標。

[1]馬利.巖巷機械化快速掘進技術及其在邢臺礦區的應用研究[D].中國礦業大學,2012.

[2]曹飛飛.巖巷快速掘進優化設計及應用[D].河北工程大學,2014.