井工煤礦掘進機械化探析

◎王智

在煤礦建設開采進程當中，伴隨著科技水平的顯著提升，機械化施工技術活動廣泛應用，順應當代礦井綜合開采能力，推動煤礦井巷工程項目施工快速開展，充分滿足煤礦高產要求。在此，本文將針對井工程煤礦掘金機械化進行簡要工程。

一、前言

縱觀可知，煤礦生產相關的生產能力以及連續采掘、安全作業、經濟效益等跟掘進水平以及掘進技術、掘進裝備等各項內容有著直接必然聯系，其影響十分深遠。在我國現代化煤炭生產進程中開展安全高效的礦井建設工作，建議選用先進綜合機械化掘進模式，在實現先進水平顯著提升的同時盡可能發揮綜合掘進機器設備的應用成效，給予相關作業線綜合配套問題高度重視。

二、簡述綜合機械化施工技術相應特征

在煤礦工程建設以及日常生產進程當中有效使用綜合機械化施工技術，其能夠促進作業效率的強化提升，確保生產安全。具體來說，綜合機械化施工技術的主要特征為，第一，高效性，通過對比傳統意義上的煤礦普采作用，綜合機械化作業可獲取更好工作成效；第二，高產性，在實際的綜合機械化應用進程當中，涵蓋有煤炭開采以及巷道掘進、裝運煤炭等多個環節的工作效率顯著提高，與此同時，施工人員作業難度獲得大幅降低；第三，安全性，綜合機械化加強機械化程度成效能夠通過工作效率提高進行展現，此外也可基于抑制人勞動時間方面實施體現，在此進程中，采煤操作者人身危險因素實現優化控制，進而盡力保障實際作業安全。

三、井工煤礦機械化掘進工藝

1.煤巷掘進。

高效實施煤巷機械化掘進作業的相應方式主要包括三方面內容，懸臂式掘進機設備以及單體錨桿鉆機配套作業線；掘錨一體化機組設施；連續采煤機設備以及錨桿鉆車配套作業線。具體來說，第一，煤巷懸臂式掘進，該項工藝措施包括配膠帶運輸機出煤以及懸臂式縱軸掘進機、單體錨桿鉆機支護等多種作業模式，能夠更好地適應實際的煤層賦存條件，該工藝特征為電氣系統可進行合理的PLC控制，監控檢測工作可實現自動化，便于針對故障診

全液壓鉆車鉆爆法破巖工藝 ― ―該工藝使用液壓鉆車實施炮眼鉆鑿措施，進行爆破落巖，此工藝鉆進速度很快且相應的鑿巖成效較高，尤其是可獲取較高的硬巖鉆進效率，使得鑿巖所用時間大大減少。與此同時，使用此施工技術可實現較高鉆眼質量獲得，并充分保障爆破成效，涉及作業操作人員相對較少且工作效率相對較高，通常是選用兩人進行鉆車作業，若技藝熟練則可一人展開操作。能夠有效完成深孔爆破行為，讓爆破效率大幅提高，強化循環進度。在實際施工操作中司機距離迎頭較遠，進而可充分保障作業擁有較高安全可靠性。相較于風動鑿巖機設備運行而言，液壓鑿巖機設備產生的噪音更少一些，促使工人現場勞動環境得以優化改善，激發單進潛力，日后該工藝可積極發展成為硬巖掘進主流工藝。

全斷面巖巷掘進機的破巖工藝――在國外，該項掘進工藝已經發展的十分成熟，其可謂為集破巖、裝運、支護等工序于一體自動化程度較高的施工工藝和裝備系統。相較于傳統意義上的鉆爆手段而言，此類工藝頗具快速、高效、安全可靠、施工質量好、對圍巖的擾動小等優點。由于TBM設備長度大，不便轉彎，設備安裝拆除工期長；又屬于機械切割破巖，堅硬巖層斷進行輔助；液壓傳動結構相對較為簡單，可實現便捷操作；機型構造十分緊湊且很簡單，擁有較高穩定性；可實現便捷檢修操作，容易操控。第二，連續采煤機掘進，在多巷掘進進程當中通常選用連續采煤機快速掘進技術，即使基于相同設備實施掘進難以平行于錨桿支護作業，若是運用多巷道掘進方式實施交叉操作，則可做到掘進及錨桿支護平行施工，當連續采煤機設備進入巷道之后，在社設備實現一定距離掘進操作之后，通過聯絡道連續采煤機可退至另個巷道中，在此過程中錨桿鉆車進入巷道，而后可實施錨桿支護施工作業。歷經往復交替循環施工，可做到掘進以及錨固平行作業。在長壁工作面順槽上使用連續采煤機設備應采取三巷和雙巷掘進方式，單巷掘進難以順利實現，該類型掘進方式存在有較大巷道空頂距離，針對實際地質條件要求相對較高，進而在煤巷掘進中有著一定程度條件限制狀況。

2.巖巷掘進。

中使用時，設備故障率高，效率低。因此，一般用于鐵路隧道和城市地鐵隧道施工，除平硐開拓的煤礦外，TBM不適合于煤礦井下施工。

破巖設備主要包括全液壓鉆車以及全斷面巖巷掘進機設備、儲裝運系統等多項內容，具體來說，第一，全液壓鉆車，基于液壓鉆車作業線的合理應用，可實現勞動效率的顯著提升，保障生產安全，強化單進水平，縱觀可知，液壓鉆車相關的推進器以及支臂、千斤頂等均使用的為液壓結構，同時將液壓鎖安裝設置在工作油缸前端位置，伴隨著工藝水平的顯著提高，造成巷道作業施工面得以擴張，在實際生產建設過程中鑿巖鉆車的優越性愈發突顯，對應的應用要求同樣很高，具體的工藝流程是全液壓鉆車鉆眼至人工爆破落巖至側卸車裝巖至礦車運輸至錨桿支護至噴射混凝土。第二，隧道全斷面巖石掘進機設備在國外使用已經有百年歷史，然而該項技術在我國發展甚為緩慢，研究表明，我國自主生產的掘進機單機實施單頭掘進所得隧道長度均不超過一千五百米，難以充分適應較長隧道實際工程需求。第三，儲裝運系統，研究我國范圍內巖巷矸石儲存運輸工藝可知，其大都選用鋼絲繩設施針對靶斗實施牽引進行裝機，同時配置礦車設施進行裝運，矸石儲存多選用巷道方式。為大大提高單進水準，則需配置良好的出矸工藝系統，然而該種方式涉及的成巷時間相對較長且裝車效率很低，導致形成較差的安全穩定性能。為促進巖巷單進水平的顯著提高，建議選用機械化工藝措施，優化爆破以及裝配、儲存、運輸多個系統。

3.綜合考慮巖巷懸臂式掘進機工藝。

要求除塵機設施應努力系列化，使得其可有效匹配跟使用地點的壓風量設計，如此一來，除塵效率得以大幅提升，除塵效果可獲充分保障，可實現優良作業環境的充分營造。針對旋轉密封問題進行優化解決，做到高壓內噴霧，可起到良好的噴頭防堵作用。要求后配套系統應采取有效措施針對矸石的儲存緩沖問題進行解決，將掘進機設備效能最大限度發揮出來。某些斷面懸臂縱軸刀盤加沖擊頭的巖巷掘進機可能是解決巖巷掘進的有效途徑。