孫濤+潘光超

摘 要：本文分析煤礦綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)的主要關(guān)鍵點(diǎn)，并結(jié)合工程實(shí)例探討了綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用，實(shí)踐證明，綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)能夠有效提高煤礦巷道的掘進(jìn)速率，實(shí)現(xiàn)礦井的高產(chǎn)高效建設(shè)。

關(guān)鍵詞：煤礦工作面；綜合機(jī)械化；掘進(jìn)技術(shù)；應(yīng)用分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.069

現(xiàn)階段，我國(guó)煤層賦存條件十分地復(fù)雜，并且區(qū)域不同煤層的厚度變化也較大。為了確保煤礦的順利開(kāi)采，就需要增加煤巖巷道的數(shù)量。此外為了保證現(xiàn)有采煤工作面的正常生產(chǎn)，我們需要建設(shè)與之相配套的掘進(jìn)工作面。隨著我國(guó)綜采技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)逐漸涌現(xiàn)出了一些百萬(wàn)噸級(jí)和千萬(wàn)噸級(jí)的超大工作面，這也導(dǎo)致了煤礦每年消耗的回采巷道數(shù)量逐年上升。在此背景之下，如何有效解決煤礦綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)方面的技術(shù)問(wèn)題就成為了當(dāng)前研究的重點(diǎn)課題。

1 綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)的技術(shù)要點(diǎn)

綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)是將裝載機(jī)、輸送機(jī)和掘進(jìn)機(jī)等機(jī)械設(shè)備進(jìn)行綜合集成配套以實(shí)現(xiàn)煤礦掘進(jìn)工作的高效開(kāi)展。綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用可將測(cè)量定向、掘進(jìn)、運(yùn)輸、通風(fēng)、支護(hù)、供水和供電等系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)備相整合，形成一條高效率、連續(xù)完整及高效率的掘進(jìn)系統(tǒng)。在這一背景下，要想提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，需要重視以下幾方面的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)。

（1）合理選取掘進(jìn)機(jī)。掘進(jìn)機(jī)是綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)系統(tǒng)中最關(guān)鍵的設(shè)備，掘進(jìn)機(jī)質(zhì)量的好壞直接影響著煤礦的掘進(jìn)速度及經(jīng)濟(jì)效益。由于井下作業(yè)條件十分惡劣，這樣就對(duì)煤礦掘進(jìn)機(jī)的運(yùn)行狀況提出了更高的要求，要想確保掘進(jìn)機(jī)在井下安全穩(wěn)定地作業(yè)，我們首先應(yīng)該對(duì)掘進(jìn)機(jī)的主要系統(tǒng)如：電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)以及某些關(guān)鍵部位的元器件進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，以確保掘進(jìn)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。其次，針對(duì)機(jī)械連接和齒輪傳動(dòng)的一些關(guān)鍵裝置，最好選用組件抑或是獨(dú)立部件，這樣可以最大限度地減少串聯(lián)系統(tǒng)的使用，進(jìn)而極大提高了設(shè)備的可靠性。

（2）改進(jìn)配套設(shè)備。在綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)過(guò)程中，巷道支護(hù)及運(yùn)輸?shù)纫恍┡涮自O(shè)備性能低下抑或不夠完善的話，也將影響煤礦掘進(jìn)速度快慢。因此，在實(shí)施煤礦巷道支護(hù)作業(yè)中，最好應(yīng)用錨桿支護(hù)的方式。該支護(hù)方式不僅能夠降低掘進(jìn)施工的難度，而且其較好的支護(hù)效果還可以提高掘進(jìn)速率。為了能夠提升錨桿支護(hù)的作業(yè)效率，可通過(guò)機(jī)載錨桿鉆機(jī)進(jìn)行打孔和安裝作業(yè)。對(duì)于降塵系統(tǒng)，可以通過(guò)改用高壓噴霧降塵技術(shù)來(lái)提高降塵效果。具體主要是在掘進(jìn)機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)上加裝增壓水泵，提高通過(guò)噴嘴的水壓來(lái)實(shí)現(xiàn)高效降塵的目的。

（3）發(fā)展長(zhǎng)壁綜采技術(shù)。長(zhǎng)壁綜采技術(shù)具有可靠性高、功率大等方面的特點(diǎn)，它是綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)，在綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)中運(yùn)用長(zhǎng)壁綜采技術(shù)可以有效促進(jìn)采煤工作面的單產(chǎn)量，同時(shí)還能夠減少回采工作面的數(shù)量，簡(jiǎn)化工作面巷道布置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)的高效集約化目標(biāo)。

（4）合理布置煤礦工作面巷道。在煤礦綜合機(jī)械化掘進(jìn)過(guò)程中，對(duì)工作面巷道布置進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，可極大促進(jìn)礦井運(yùn)輸系統(tǒng)和提升系統(tǒng)的工作性能。在作業(yè)過(guò)程中要根據(jù)采區(qū)實(shí)際情況，合理增加綜采工作面的推進(jìn)長(zhǎng)度，增大巷道斷面的有效面積，可以更好地提升綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)在生產(chǎn)過(guò)程中高效性與連續(xù)性。

2 煤礦綜采工作面實(shí)例分析

2.1 工作面概況

例如某煤礦回風(fēng)巷及平巷所設(shè)計(jì)的工程量分別為1860.0m和630.0m，坡度為3%，設(shè)計(jì)標(biāo)高范圍為-642.3～640.4m，主要施工設(shè)備為MK3巖巷掘進(jìn)機(jī)。其工作面巷斷面為半圓拱形形狀，經(jīng)測(cè)量斷面寬度約為5.87m，凈斷面高度約為4.52m，該巷道的巖層結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單主要以細(xì)砂巖和砂質(zhì)泥巖為主。

2.2 綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用

在使用MK3巖巷掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行巷道掘進(jìn)過(guò)程中，所產(chǎn)生的矸石以及破碎巖石主要是通過(guò)膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸?shù)剿巾肥瘋}(cāng)，然后再由水平矸石倉(cāng)尾部的耙矸機(jī)將矸石轉(zhuǎn)運(yùn)到礦車內(nèi)，接著由電機(jī)車再轉(zhuǎn)移到副井的下口部位，最后經(jīng)副井提升機(jī)將矸石送至地上工作面。在掘進(jìn)過(guò)程中當(dāng)巷道工作面頂板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定時(shí)，我們按照每掘進(jìn)1.5m架設(shè)3棚以此為單位循環(huán)掘進(jìn)；當(dāng)巷道工作面頂板結(jié)構(gòu)破碎表現(xiàn)失穩(wěn)時(shí)，我們可降低循環(huán)掘進(jìn)量以每掘進(jìn)1m架設(shè)2棚循環(huán)掘進(jìn)。

本巷道所采取的支護(hù)方式主要采用的是4.0m長(zhǎng)的11#工字鋼*2為前探梁作為臨時(shí)支護(hù)以及U29型鋼可縮性金屬支架進(jìn)行永久性支護(hù)。在進(jìn)行合理支護(hù)的基礎(chǔ)上，本巷道的在綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)方面還包含以下兩方面：

在降塵方面，在掘進(jìn)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)上安裝了1臺(tái)CR5-25小型增壓水泵，可將降塵水壓增大10倍以上，同時(shí)還能夠根據(jù)掘進(jìn)速度和工作面實(shí)際情況，來(lái)改變噴嘴參數(shù)及安裝位置。通過(guò)在每個(gè)噴嘴上加裝兩個(gè)噴頭可在噴水過(guò)程中利用反作用力實(shí)現(xiàn)噴頭的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，這樣可以實(shí)現(xiàn)360度全方位噴灑。

在支護(hù)時(shí)間方面，依據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件采取錨桿支護(hù)的方式，不僅取得良好的支護(hù)效果，而且有效減少了工人的作業(yè)量。另外，在支護(hù)過(guò)程中施以機(jī)載錨桿鉆機(jī)進(jìn)行打孔和安裝，減少了很多傳統(tǒng)支護(hù)的眾多施工工序，減少了作業(yè)人員節(jié)省了經(jīng)濟(jì)成本。

2.3 掘進(jìn)效果

通過(guò)在綜采工作面中應(yīng)用綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)，巷道工作面掘進(jìn)效率明顯提高，由原先的月進(jìn)尺180m，增加到了每月進(jìn)尺240m，并且在施工期間施工條件正常，巷道斷面整齊。同時(shí)減少了掘進(jìn)的工作量，節(jié)約了支護(hù)材料的經(jīng)濟(jì)成本，有效避免了因應(yīng)力集中而引發(fā)的種種問(wèn)題，確保了巷道工作面穩(wěn)定與安全。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)在煤礦掘進(jìn)工作面掘進(jìn)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了從破巖、裝巖、運(yùn)輸?shù)燃s化的生產(chǎn)形式，通過(guò)對(duì)綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中 具體實(shí)踐應(yīng)用可知，綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)不僅能提高煤礦的掘進(jìn)速率，而且還能確保巷道工作面的安全性和穩(wěn)定性，值得各大煤礦企業(yè)推廣應(yīng)用。

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