煤礦高效掘進技術的發(fā)展及實際應用研究

摘 要：在煤礦開采過程中，掘進技術的選擇對于煤礦開采的效率和質(zhì)量有著非常重要的影響，所以煤礦掘進技術一直以來都是煤礦開采業(yè)中一個研究的重點。當前高效掘進技術在煤礦開采過程中得到了廣泛的應用，使得煤礦開采的效率得到有效地提升，因此在本文的研究中，主要就煤礦高效掘進技術的發(fā)展情況及其實際應用情況和應用效果進行了相應的研究，以期能夠為煤礦高效掘進技術的進一步推廣和應用提供相應的參考。

關鍵詞：煤礦；高效掘進技術；應用

前言

巷道掘進技術是煤礦高效集約化成產(chǎn)的關鍵性技術，為了更好地進行煤礦開采，滿足社會的用煤需求，必須要對于高效掘進技術加以應用，從而滿足煤礦擴能需求，使得煤礦回采巷道能夠有效地接替。同時煤礦高效掘進技術的應用也是當前資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的要求，通過對于高效掘進技術的應用，更加有利于減少資源的浪費，使得煤礦的生產(chǎn)效率大大提高，因此對于煤礦高效掘進技術的發(fā)展以及實際應用進行研究有著非常重要的意義。

1 煤礦高效掘進技術的發(fā)展

1.1 煤礦高效掘進技術的分類

為了更好地進行煤礦開采，當前越來越多的煤礦掘進技術被應用在了生產(chǎn)實踐之中，總體而言，當前煤礦高效掘進技術主要可以分為三類，第一類是煤巷掘進技術，第二類是巖巷掘進技術，第三類是煤巖混合巷掘進技術。如果按照地質(zhì)情況進行劃分，又可以將高效掘進技術劃分為五類，分別是煤巷綜合機械化掘進技術、大斷面煤巷連續(xù)采煤機掘進技術、掘錨一體化技術、全液壓鉆車巖巷掘進技術和重型懸臂式掘進機掘進技術。以上就是當前在生產(chǎn)實踐中應用得較為廣泛的煤礦高效掘進技術。

1.2 煤巷高效掘進技術

煤巷高效掘進技術可以分為煤巷綜合機械化掘進、大斷面煤巷連續(xù)采煤機高效掘進和掘錨機組掘錨一體化掘進三種方式，其中煤巷綜合機械化掘進系統(tǒng)主要由懸臂式掘進機、轉(zhuǎn)載機、可伸縮帶式輸送機、單體錨桿鉆機、通風除塵設備及供電系統(tǒng)等組成，其中懸臂式掘進機是該技術的核心設備，其對于掘進的效率及進尺有著非常重要的影響。大斷面煤巷連續(xù)采煤機高效掘進主要是通過對于連續(xù)采煤機的應用實現(xiàn)高效掘進，連續(xù)采煤機具有較大的截割寬度，同時其還實現(xiàn)了集落煤、裝運及行走的一體化，其在矩形斷面和雙巷或多巷快速掘進中有著非常廣泛的應用。對于連續(xù)采煤機而言，按照其工作面運輸方式可以將其分為兩種類型，第一是間斷式運輸方式，第二是連續(xù)運輸方式，其中間斷式運輸方式的工作面配置為連續(xù)采煤機、運煤車或梭車、給料破碎機、錨桿鉆車、鏟車及膠帶運輸機，而連續(xù)運輸方式的工作面配置為連續(xù)采煤機、錨桿鉆車、連續(xù)運輸系統(tǒng)、鏟車及膠帶輸送機。在大斷面煤巷掘進時，連續(xù)采煤機在運輸巷道掘進的同時，錨桿鉆車在回風巷道進行錨桿支護，在連續(xù)采煤機完成了一個掘進循環(huán)之后，與錨桿鉆車交換位置，繼續(xù)進行掘進。掘錨機組掘錨一體化掘進是在連續(xù)采煤機和懸臂式掘進機的基礎之上發(fā)展而來的，掘錨機組將掘進與支護結合在一起，從而減少掘進與支護設備換位作業(yè)的時間，在同一臺設備上完成掘進和支護工藝。

1.3 半煤巖巷高效掘進技術

就我國的煤礦而言，除了煤巷之外，還有大量的半煤巖巷道需要掘進，半煤巖巷道所指的是在掘進斷面中，巖石面積占斷面總面積20%—80%的巷道。半煤巖巷道主要是薄煤層以及2.0m以下的中厚煤層巷道，其在總掘進工程量中占比約為20%。一般而言，半煤巖巷掘進都是采用半煤巖懸臂式掘進機機械化作業(yè)線，而且半煤巖掘進機主要是采用中型和重型機。因為對于半煤巖巷而言，巖石所占比例較大，因此在對于掘進機械進行選擇的時候，必須要選用機重大、重心低、工作穩(wěn)定性好的機械，同時機械的破巖能力和截齒單刀力也應該較強，機械系統(tǒng)也必須要簡單可靠，便于維護工作的開展。

1.4 巖巷高效掘進技術

在進行巖巷掘進的過程中，當前仍然是以鉆爆法尾為主，以鉆爆法為主的巖巷機械化作業(yè)線可以分為兩種類型，第一種是氣腿式鑿巖機配耙斗式或鏟斗式裝巖機作業(yè)線，而另一種是全液壓鉆車配側(cè)卸裝巖機作業(yè)線。其中第一種作業(yè)線的掘進速度一般在60—70m/月。就當前國內(nèi)煤礦的實際情況而言，掘進機截割的巖石硬度一般都在60—80MPa左右，而且當前的巖巷高效掘進技術不適用于掘進斷層多、地質(zhì)條件較為復雜的巖層掘進。

2 煤礦高效掘進技術在紅巖煤礦中的實際應用

2.1 掘進技術的選擇

由于煤礦掘進巷道中大部分都屬于煤巷，在煤礦掘進過程中煤巷約占到巷道工程量的70%左右，在紅巖煤礦3604三段風巷綜掘所采用的是懸臂式掘進機與單體錨桿鉆機配套作業(yè)的方式，該技術又被稱為煤巷綜合機械化掘進，下面就該技術的主要施工工藝進行簡要的介紹。

2.2 施工工藝

在對于煤巷綜合機械化掘進技術加以應用的過程中，首先需要做好相關的準備工作。因為該技術涉及到對許多機械的應用，所以在掘進施工之前，必須要進入工作面對于相應的設備進行檢查，確保所有的設備不存在質(zhì)量問題。在檢查完設備之后，啟動掘進機之后應該先從巷道中心底部進行切割，并且左右搖擺截割頭，按照從上到下的順序進行切割，同時還應該在巷道的兩邊預留一定厚度的煤。退出掘進機之后，應該及時地切斷電源并且進行敲幫問頂、鋪網(wǎng)、進行臨時支護，接下來再進行頂錨桿的安裝，完成上述工作之后再進入下一個工作循環(huán)。

2.3 截割工藝

在采用煤巷綜合機械化掘進技術的過程中，截割工藝是一個非常重要的工藝，在紅巖煤礦掘進過程中，掘進機在進行切割的時候，需要根據(jù)巷道圍巖的情況以及斷面的大小合理地對于截割頭的左右搖擺和升降加以利用。在截割的過程中，首要原則就是有利于頂板支護和開截。由于在截割的過程中存在較為均勻的中等硬度煤巖，所以采用從下到上分段擺動截割的順序，同時在煤巷中還存在節(jié)理發(fā)育軟煤，此時采用下部中心開鉆的方式。如果遇到破碎頂板，還應該按照由下到上的順序分段擺動截割。

2.4 支護工藝

支護也是煤巷綜合機械化掘進技術的一個重要組成部分，在煤巷綜合機械化掘進機完成了割裝運退之后，需要先使用長把工具進行敲幫問頂，然后再掛上鋼帶進行臨時支護。在紅巖煤礦掘進過程中，采用錨桿鉆機打頂部錨桿眼，然后再安裝錨桿，在對于錨桿進行安裝的時候，先進行中間錨桿的安裝，然后再使用鎬將兩幫刷齊，然后再利用煤電鉆打眼，對于錨桿進行安裝。最后掛幫網(wǎng)，并且將托班裝好，擰緊螺母，完成支護施工。

3 煤礦高效掘進技術發(fā)展趨勢

當前許多高效煤礦掘進技術都已經(jīng)在生產(chǎn)實踐中得到了廣泛的應用，但是就高效掘進技術而言，仍然存在著許多的不足，因此需要根據(jù)實際情況對其加以改進，從而使得高效掘進技術能夠更加完善。根據(jù)煤礦工程的實際情況，當前煤礦高效掘進技術的發(fā)展趨勢主要包括以下幾個方面：首先對于煤巷高效掘進技術而言，掘錨一體化技術、大斷面多巷掘進同連續(xù)采煤機配合使用是兩個非常重要的趨勢，而對于半煤巖以及全巖巷道掘進而言，大功率重型懸臂式掘進機掘進技術是高效掘進技術的一個重要發(fā)展趨勢，同時，應用全液壓錨桿鉆車進行全巖巷鉆爆法施工也是高效掘進技術的一個重要發(fā)展方向。

4 結語

為了滿足煤礦開采的需求，煤礦高效掘進技術得到了廣泛的應用，當前煤礦高效掘進技術主要包括了煤巷高效掘進技術、半煤巖巷高效掘進技術和巖巷高效掘進技術三種類型，每一種類型又包含了各種具體的掘進方式。本文結合紅巖煤礦對于煤巷綜合機械化掘進技術的施工要點進行了簡要的說明，以期能夠為煤礦高效掘進技術的推廣和應用提供一定的參考。

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作者簡介：

陳國彥，1987年8月出生，男，漢族，重慶綦江人，大學?？?，初級職稱；現(xiàn)任重慶能投渝新能源有限公司紅巖煤礦生產(chǎn)科副科長兼技術負責人。