李玉東/淮南礦業(yè)集團(tuán)潘二煤礦

巖巷機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用

李玉東/淮南礦業(yè)集團(tuán)潘二煤礦

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械化設(shè)備在工程項(xiàng)目中運(yùn)用的越來(lái)越廣泛。隨著機(jī)械化設(shè)備在工程施工中的發(fā)展及運(yùn)用，時(shí)常也會(huì)受到一些外在環(huán)境的影響。例如，井巷的開(kāi)挖過(guò)程，就是一個(gè)明顯的環(huán)境局限。通過(guò)對(duì)綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)的進(jìn)一步研究，使得綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)能夠在實(shí)踐中更好的發(fā)揮其作用。

綜合機(jī)械化；快速掘進(jìn)技；礦井開(kāi)發(fā)

一、綜掘機(jī)的應(yīng)用和選擇

1.綜掘機(jī)的選擇。

為了保證綜掘機(jī)能力的快速提升，在地質(zhì)情況較為復(fù)雜的情況下，首需要解決的問(wèn)題就是推廣和使用最合適的綜合機(jī)械化的掘進(jìn)設(shè)備。首先，綜合機(jī)械化掘進(jìn)和普通掘進(jìn)巷道長(zhǎng)度臨界點(diǎn)要明確，臨界點(diǎn)的巷道長(zhǎng)度經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期試驗(yàn)和分析之后得出。如果工作面的施工長(zhǎng)度不到400m，只需要采用普掘工藝就可以；如果超過(guò)400m，則需要借助綜合機(jī)械化的快速掘進(jìn)技術(shù)；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(huì)大大提升，也不會(huì)讓齒座損壞的更為嚴(yán)重。實(shí)際的操作中，巖石的硬度大，可能綜掘機(jī)的切割能力達(dá)不到實(shí)際的需求，可以借助震動(dòng)炮的威力有效切割，并做好相應(yīng)的保護(hù)措施；最后，選擇合適的綜掘機(jī)。選擇的標(biāo)準(zhǔn)主要是作用對(duì)象的強(qiáng)度以及巷道的斷面，不僅保證體積符合要求，也要確保結(jié)構(gòu)相對(duì)緊湊。切割的功率要有保證，而且不影響正常的運(yùn)行，配件一旦出現(xiàn)故障能夠及時(shí)的提供備用材料。

2.綜合機(jī)械化設(shè)備的技術(shù)改造。

提升截割技術(shù)，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(jī)器的穩(wěn)定性，避免物體的下落，影響裝運(yùn)的速度，同時(shí)按照先軟后硬的流程開(kāi)展。如果頂板是砂質(zhì)的頁(yè)巖可以選用圓弧的拱形斷面，沿著底部放頂進(jìn)行施工；如果頂?shù)装迨巧百|(zhì)的頁(yè)巖，那么可以在巷道采用切圓的拱形斷面，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇合適的方法進(jìn)行施工。加大過(guò)斷層的技術(shù)投入，鉆探、物探以及巷道斷層的賦存條件進(jìn)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(guò)斷層全巖施工長(zhǎng)度，并做好相應(yīng)的斷層帶應(yīng)力集中區(qū)的支護(hù)工作；加大臨時(shí)支護(hù)技術(shù)的投入，利用綜掘機(jī)液壓系統(tǒng)上的穩(wěn)定性能及停機(jī)和開(kāi)機(jī)的閉鎖裝置，研究出前探裝置做為臨時(shí)支護(hù)工具。

3.綜掘機(jī)配套設(shè)備的改造和管理。

（1）配套設(shè)備的改造。運(yùn)輸技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的改善，可以很大程度的提升運(yùn)輸能力。采用拐彎皮帶運(yùn)輸技術(shù)，長(zhǎng)距離大角度的進(jìn)行連續(xù)性的掘進(jìn)；通過(guò)小角度的連續(xù)拐彎技術(shù)，最大的角度為26°，可以通過(guò)皮帶機(jī)的彎曲傳送，確保巷道能夠連續(xù)的生產(chǎn)。（2）施工管理工作的開(kāi)展。為了能夠充分發(fā)揮綜掘機(jī)的效能，實(shí)現(xiàn)安全和快速生產(chǎn)，可以按照相關(guān)的規(guī)范開(kāi)展工作，成立專(zhuān)業(yè)性能較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)化隊(duì)伍，對(duì)施工方式進(jìn)行優(yōu)化。

二、綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)的改進(jìn)及應(yīng)用

1.綜合機(jī)械化快速安裝技術(shù)綜合機(jī)械化。

掘進(jìn)是一種先進(jìn)快速的新工藝，但綜掘機(jī)的安裝與使用對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境有所要求，只有達(dá)到綜掘機(jī)所具備的環(huán)境要求（安裝距離）時(shí)，方可進(jìn)行安裝施工。但一般開(kāi)門(mén)巷道短時(shí)間內(nèi)不具備綜掘機(jī)的施工環(huán)境要求，按照王樓煤礦施工慣例，只有當(dāng)巷道炮掘掘進(jìn)約70m時(shí)，才能安裝掘進(jìn)機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)，開(kāi)展綜掘作業(yè)。為解決施工環(huán)境（主要是安裝距離）問(wèn)題所帶來(lái)的工作局限性，特對(duì)綜合機(jī)械化掘進(jìn)的安裝作業(yè)進(jìn)行了剖析與整改，經(jīng)整改后制定了綜掘機(jī)快速安裝技術(shù)。

（1）關(guān)鍵技術(shù)：①巷道開(kāi)門(mén)施工時(shí)，炮掘施工10m左右，之后回撤迎頭炮掘設(shè)備，組裝綜掘機(jī)本體、以及刮板輸送機(jī)；②利用綜掘機(jī)騎跨刮板輸送機(jī)繼續(xù)施工，待巷道施工45m時(shí)，將刮板輸送機(jī)置于巷道一側(cè)，按電滾筒皮帶安裝方式安裝可伸縮皮帶運(yùn)輸機(jī)以及綜掘機(jī)二運(yùn)；可伸縮皮帶首先安裝皮帶驅(qū)動(dòng)裝置6～7m、兩節(jié)基本架6m，七節(jié)滑靴（含皮帶尾）21m，此時(shí)綜掘機(jī)二運(yùn)長(zhǎng)度20m跨立在滑靴上，實(shí)現(xiàn)綜掘正常掘進(jìn)；③利用生產(chǎn)檢修間隙回撤前期使用的刮板輸送機(jī)，同時(shí)隨巷道掘進(jìn)延伸皮帶，完善運(yùn)輸系統(tǒng)，保證正常掘進(jìn)。

（2）應(yīng)用效果及對(duì)比：①簡(jiǎn)化了綜掘機(jī)安裝方式，縮短了安裝距離及時(shí)間。巷道掘進(jìn)10m左右時(shí)開(kāi)始安裝實(shí)現(xiàn)機(jī)掘，巷道掘進(jìn)45m時(shí)，完成掘進(jìn)、運(yùn)輸系統(tǒng)安裝，與過(guò)去炮掘施工70m進(jìn)行綜掘安裝相比，簡(jiǎn)化了安裝方式，極大的縮短了安裝距離及時(shí)間；②可伸縮皮帶的安裝改變了過(guò)去一次安裝完成的方式，改為先安裝皮帶驅(qū)動(dòng)裝置、基本架、滑靴等主要裝置，其余隨巷道掘進(jìn)逐步完善；③整體安裝過(guò)程中確保了掘進(jìn)的不間斷，同時(shí)可以提前實(shí)現(xiàn)了機(jī)掘施工，縮短了巷道施工開(kāi)門(mén)的準(zhǔn)備時(shí)間，提高了施工效率，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)掘進(jìn)。

2.綜合機(jī)械化運(yùn)料技術(shù)的改進(jìn)應(yīng)用。

煤礦井下機(jī)掘速度較快，正常掘進(jìn)速度為10m/d。巷道施工較長(zhǎng)，需要多級(jí)提升運(yùn)輸設(shè)備，容易造成運(yùn)輸困難、材料供應(yīng)不及時(shí)的現(xiàn)象，進(jìn)而影響正常掘進(jìn)。為解決運(yùn)輸問(wèn)題，在不改變?cè)羞\(yùn)輸系統(tǒng)的基礎(chǔ)上提出了采用了底層皮帶運(yùn)料的思路。但傳統(tǒng)電滾筒皮帶無(wú)法滿(mǎn)足底層皮帶運(yùn)料的條件，對(duì)原有的電滾筒皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，確保了底層皮帶運(yùn)輸支護(hù)材料。

（1）關(guān)鍵技術(shù)：在原有電滾筒的后面增加一個(gè)卸載滾筒及導(dǎo)向滾筒，增加滾筒數(shù)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(yùn)輸能力的同時(shí)解決了皮帶打滑及底層皮帶物料運(yùn)輸問(wèn)題。（2）應(yīng)用效果：①在保證皮帶上層運(yùn)輸煤矸的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了底層皮帶運(yùn)料的功能；②增加皮帶與滾筒的接觸面積提高了皮帶的驅(qū)動(dòng)力，提高了運(yùn)輸能力；③解決長(zhǎng)距離巷道支護(hù)材料的運(yùn)輸問(wèn)題，減少絞車(chē)的安裝使用，節(jié)省設(shè)備應(yīng)用及人力消耗。

三、結(jié)語(yǔ)

為扭轉(zhuǎn)我國(guó)煤礦當(dāng)前出現(xiàn)的嚴(yán)重采掘失調(diào)局面，應(yīng)大力發(fā)展以全液壓鉆車(chē)和側(cè)卸裝巖機(jī)為主配套鉆爆法巖巷機(jī)械化快速作業(yè)線(xiàn)，解決其施工中的技術(shù)及裝備問(wèn)題，達(dá)到社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益的最大化。長(zhǎng)期以來(lái)，其掘進(jìn)速度跟不上回采速度成為制約盤(pán)區(qū)接替和煤炭生產(chǎn)的主要問(wèn)題。研究與之相適應(yīng)的綜合掘進(jìn)技術(shù)，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、設(shè)備配套、統(tǒng)籌管理，從而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，是生產(chǎn)、科研人員追求的重要目標(biāo)。

[1]馬利.巖巷機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)及其在邢臺(tái)礦區(qū)的應(yīng)用研究[D].中國(guó)礦業(yè)大學(xué),2012.

[2]曹飛飛.巖巷快速掘進(jìn)優(yōu)化設(shè)計(jì)及應(yīng)用[D].河北工程大學(xué),2014.