房博 張士強 顏偉

[摘? ? 要]? 在煤礦的生產(chǎn)作業(yè)中，巷道掘進是一項重點工作內(nèi)容，具有工作量大以及施工困難的特點，且對施工技術(shù)具有較高的要求。目前，機械化掘進是實際工程建設(shè)當中經(jīng)常應(yīng)用的方式，能夠有效地提升掘進效率。在實際工作開展中，需要做好工藝的把握，更好地滿足掘進施工需求。文章就煤礦巷道機械化掘進工藝進行了一定的研究。

[關(guān)鍵詞]煤礦巷道;機械化;掘進工藝

[中圖分類號]TD263.3 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）07–000–02

Research on Mechanized Driving Technology of Coal Mine Roadway

Fang Bo，Zhang Shi-qiang，Yan Wei

[Abstract]In coal mine production， roadway excavation can be said to be a key task. It has the characteristics of large workload and difficult construction， and it has high requirements for construction technology. At present， mechanized tunneling can be said to be a frequently used method in actual engineering construction， which can effectively improve tunneling efficiency. In the actual work development， it is necessary to be able to grasp the process well to better meet the needs of tunneling construction. In this article， a certain research will be conducted on the mechanized tunneling technology of coal mine roadways.

[Keywords]coal mine roadway; mechanization; tunneling technology

1 概述

煤礦是我國重要的能源產(chǎn)業(yè)，在我國社會經(jīng)濟發(fā)展當中具有十分重要的作用。井下作業(yè)是我國煤礦開采的主要方式，巷道掘進更是其中的基礎(chǔ)性工序。根據(jù)地質(zhì)條件以及作業(yè)環(huán)境的不同，在具體掘進施工中也存在差異。對此，需要能夠做好機械化掘進工藝的把握，更好地滿足生產(chǎn)需求。

2 掘進方式與工藝

2.1 我國煤礦開采中的掘進方式

（1）綜合機械化掘進方式、連續(xù)采煤機配套作業(yè)與錨桿鉆車作業(yè)方式。該方式在實際應(yīng)用當中涉及到多種設(shè)備類型，包括通風除塵設(shè)備、掘進機、轉(zhuǎn)載機與供電系統(tǒng)等。在巷道掘進中，掘進機是其中的核心設(shè)備，其能夠?qū)ο锏谰蜻M效率進行有效提升，較好縮短施工周期。近年來，我國煤炭行業(yè)在發(fā)展過程中也對該類設(shè)備的研發(fā)有著較高的重視程度，現(xiàn)有設(shè)備已經(jīng)能夠較好地滿足施工要求。

（2）連續(xù)采煤機掘進。主要設(shè)備為連續(xù)采煤機，能夠同時進行運輸、裝煤與采落煤，能夠?qū)γ禾块_采效率進行有效提升。該設(shè)備在實際應(yīng)用中具有較強的適應(yīng)性，不僅能夠?qū)γ夯鶐r掘進進行實現(xiàn)，且能夠較好地進行煤炭采掘。對于采割大寬度煤層以及復雜結(jié)構(gòu)巷道，都可以使用該方式進行開采。

（3）掘錨一體化。使用掘錨機組合的方式開展施工，其中，經(jīng)常使用的是以連續(xù)采煤機為核心的機組以及以懸臂挖掘機為基礎(chǔ)的掘錨機。該一體機是在連續(xù)采煤機基礎(chǔ)上經(jīng)過優(yōu)化改裝制造形成的設(shè)備，在掘進速度與效率方面都具有較好的表現(xiàn)。

2.2 掘進工藝規(guī)程

（1）在掘進活動正式進行之前，需要做好準備工作。其內(nèi)容，即是對掘進施工當中涉及到的設(shè)施、用電系統(tǒng)與設(shè)備進行檢查，在做好安全隱患及時排查的情況下，對作業(yè)當中可能發(fā)生的設(shè)備故障進行降低。在此過程當中，也需要做好上崗人員的把關(guān)，保證其在綜合素質(zhì)與專業(yè)技能方面都能夠滿足要求。

（2）在掘進施工中，設(shè)備在運轉(zhuǎn)時不得將設(shè)備、機器的零部件進行拆除與清洗，避免因此對設(shè)備的正常運行產(chǎn)生影響。對于運行的機械轉(zhuǎn)動部位與皮帶等，禁止跨越或者靠近，不得對運行當中的皮帶進行撥動。對于設(shè)備當中的重點零部件，在具體應(yīng)用時也要做好更換處理，保證型號更換一致。在更換液壓元件時，也需要保證設(shè)備處在無壓狀態(tài)當中。

（3）在具體進行掘進施工時，主要內(nèi)容如下。

①要對臨時支護裝置、掘進機的連接件進行定期檢查，如果發(fā)現(xiàn)存在磨損或者松動情況，需要及時采取措施進行處理。

②要做好支護裝置的檢查，查看是否存在焊縫開裂以及構(gòu)件變形等問題，如果該類問題存在，需要及時采取措施解決。

③要做好同步閥油液清潔度的控制，保證能夠滿足要求，如果清潔度沒有滿足要求，則將會對其精度產(chǎn)生影響。一般來說，會通過將磁鐵放置在油箱當中的方式清潔油液。如其存在不同步情況，則需要對其行程進行調(diào)整，對由于不同步導致的誤差進行消除。

3 掘進存在問題

目前，單體錨桿鉆機與懸臂掘進配套的綜合掘進是我國應(yīng)用最多的工藝類型，在機械裝備應(yīng)用中，將涉及到材料運輸、供水供電與巷道支護等環(huán)節(jié)。但在實際生產(chǎn)中，僅在煤炭運輸與截剖方面實現(xiàn)了機械化作業(yè)，在錨、掘方面還具有一定的不足。在具體掘進工作開展當中，人員作業(yè)依然在其中占據(jù)較大的比例。具體來說，我國煤礦巷道在掘進當中存在機械化程度低、智能化缺失與自動化不足等問題。

近年來，我國在巷道掘進技術(shù)研究方面，主要包括斷面監(jiān)控與離機監(jiān)控等，雖然獲得了一定的進步，但在整體效果方面還存在一定的不足，主要體現(xiàn)在故障自動診斷、記憶截剖與自動導航定位方面依然存在不足，在應(yīng)用效果方面也不夠明顯。整體角度來說，掘進裝備在自動化水平方面存在不足，很多工序都為人工作業(yè)方式。在作業(yè)前，需要繁重的準備工作，機械化作業(yè)不足，不僅對作業(yè)效率產(chǎn)生影響，還因此降低了掘進的安全性。在巷道掘進當中，受到施工成本與安全性影響，通常需要在巷道迎頭進行支護以及截剖等工作，之后再進行交替支護。在此當中，掘錨無法進行平行作業(yè)，并因此對作業(yè)效率產(chǎn)生嚴重的影響。

4 工藝優(yōu)化方式

4.1 掘進技術(shù)

交叉支護掘進是一種新的掘進工藝，在實際應(yīng)用當中，能夠充分融合前置支護快掘與后置支護快掘工藝，以此對支護以及掘進速度起到有效的提升。該工藝設(shè)備方面，主要使用的為雙錨掘進機，在具體施工中，使用掘進機開展作業(yè)，在對一個錨桿排距掘進后，進行清渣處理。之后，采用臨時防護裝置做好頂板的保護，進行錨桿支護。之后再反復使用該方式完成掘進支護。對于掘進機前置部分，支護具有永久性特點，后置錨護方面，負責錨索與錨桿的支護，以此為基礎(chǔ)進行掘進，在有效延長掘進時間的情況下，實現(xiàn)施工效率的提升。該工藝在實際應(yīng)用當中，能夠使支護施工速度與掘進作業(yè)處于平衡狀態(tài)，能夠從根本上實現(xiàn)作業(yè)效率的提升。為了能夠使該技術(shù)更好地發(fā)揮作用，則需要進一步完善臨時支護裝置，避免對司機的視線產(chǎn)生影響。同時，該技術(shù)對于操作技能也有著較高的要求，需要做好人員的培訓。

4.2 組織措施

煤礦地質(zhì)條件與巷道掘進施工有著十分密切的聯(lián)系，尤其是地質(zhì)斷層、構(gòu)造帶，具有較為復雜的地質(zhì)條件，也因此有著較高的施工難度。在施工活動進行前，需要通過三維物探與鉆孔技術(shù)的應(yīng)用做好區(qū)域地質(zhì)條件的探查，制定針對性方案，降低施工風險。在具體施工中，也需要進行區(qū)域地質(zhì)條件的監(jiān)測，做好動態(tài)分析工作，保證施工安全。同時，在實際作業(yè)當中，為了獲得更高的施工效率，也需要做好組織方式的優(yōu)化處理。具體來說，需要在施工前對工程項目作業(yè)條件、人員水平與自然條件等進行考慮，以此實現(xiàn)合理的施工組織形式的確定，合理安排不同生產(chǎn)工序，以平行方式開展作業(yè)。在巷道掘進當中，將涉及到較多的工序，通過平行作業(yè)的合理應(yīng)用，能夠有效減少作業(yè)時間，切實提升作業(yè)效率。

4.3 管理措施

在施工過程當中，也需要制定科學的管理措施，以此保證作業(yè)過程的順利進行。具體來說，能夠結(jié)合工程實際做好獎罰、生產(chǎn)責任與技術(shù)制度的建立，保證在掘進工作開展中能夠有章可循，落實各項規(guī)章制度，切實提升作業(yè)效率與質(zhì)量。在作業(yè)過程中，也需要做好循環(huán)作業(yè)規(guī)程的遵循，按照規(guī)定程序開展工藝。

對于不同班次、不同工序的任務(wù)，需要保證能夠在規(guī)定時間內(nèi)完成，不得出現(xiàn)拖延的情況。在循環(huán)作業(yè)中，支護工序?qū)⒑馁M較長的時間，也將對掘進速度產(chǎn)生較大的影響，需要能夠?qū)⑵渥鳛橹攸c進行優(yōu)化。在掘進當中，機械設(shè)備是必要的工具，也需要做好對設(shè)備的管理。對于不同掘進設(shè)備，需要安排專門人員開展管理、操作與維修等，將設(shè)備管理責任落實到人，全面采取定責任、定人員等方式。機械設(shè)備保養(yǎng)需要在設(shè)備空閑時間安排，以此保證在作業(yè)時，相關(guān)機械設(shè)備能夠正常運行，避免對施工作業(yè)產(chǎn)生影響，最大程度降低事故發(fā)生率。此外，還需要做好設(shè)備零配件的準備，做好事故預案的制定。

5 實際生產(chǎn)中采取的機械化解決方案

結(jié)合礦井掘進和巷修情況，按照裝備升級、設(shè)備創(chuàng)效的理念，通過配備先進的鉆裝機組、掘探一體機、巷修機等機械設(shè)備，進一步提升掘進機械化裝備水平，有效降低人員勞動強度，提高掘進效率，爭取掘進主動，礦井實施了五大模式化升級改造。

5.1 沿空掘進巷道設(shè)備模式化升級改造

針對沿空掘進巷道打眼時間占比高、出矸連續(xù)性不足的情況，沿空巷道迎頭采用CMZY2-150/25型鉆裝機打炮眼、裝矸、出矸，輔助運輸采用蓄電池單軌吊運輸物料;形成沿空掘進工作面打眼、出矸、運料機械化，降低工作面打眼、出矸循環(huán)占比1/3。規(guī)劃2021年年底前實現(xiàn)礦井首個沿空巷道鉆裝機掘進工作面。

5.2 煤巷、半煤巷實體掘進巷道設(shè)備模式化升級改造

結(jié)合現(xiàn)煤巷、半煤巷實體掘進工作面截割、支護工序時間長、人員占比高，采用EBZ-160T型掘探一體機截割破巖裝矸，配合煤礦用單軌液壓錨桿鉆車進行支護;形成集截割、支護與配套的快速掘進工作面，提高支護效率50%，降低人員1/3。規(guī)劃2021年6月底前實現(xiàn)礦井首個鉆探一體機+液壓鉆車+單軌吊運輸?shù)木蜻M工作面。

5.3 全巖掘進巷道設(shè)備模式化升級改造

針對全巖掘進工作面打眼、支護工序時間占比高，出矸連貫性不足的問題，計劃采用CMZY2—180/35煤礦用鉆裝錨機組打炮眼爆破破巖、出矸;配合CMM2-25煤礦用液壓兩臂錨桿鉆車進行支護;后部采用YC6Z/PYC6ZL型轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機遠距離噴射混凝土。形成機械化鉆眼、支護，系統(tǒng)連續(xù)出矸的全巖快速作業(yè)線，降低工序時間25%，日進尺增加1.3m，月進尺32.5m，增幅比例能夠達到38.2%，減少掘進工作面迎頭崗位人員占比30%。2021年3月底前實現(xiàn)礦井首個全巖鉆裝機組+液壓鉆車掘進工作面。

5.4 擴修主運皮帶巷設(shè)備模式化升級改造

針對礦井主運巷道擴修工程量大，占用在冊掘進隊伍比例高的現(xiàn)象，規(guī)劃采用WPZ-37/600煤礦用巷道修復機（簡稱巷修機）破巖，配合礦井主運皮帶出矸;達到集中快速施工的擴修工作面，降低在冊掘進隊伍比例25%。規(guī)劃2021年3月前實現(xiàn)兩個系統(tǒng)主運機械擴修工作面。

5.5 采區(qū)運輸巷道擴修設(shè)備模式化升級改造

針對礦井采區(qū)運輸巷施工空間小的情況，在采區(qū)運輸巷采用WPZ-22/15/200L風動巷修機處理底鼓、開幫，配合采區(qū)運輸皮帶出矸。規(guī)劃2021年5月底前實現(xiàn)礦井首個采區(qū)運輸巷道巷修機擴修工作面。

6 結(jié)束語

在社會經(jīng)濟發(fā)展中，煤礦行業(yè)是其中的重要基礎(chǔ)。要想保證煤礦開采的質(zhì)量與效率，需要對巷道掘進機械化方式進行合理的利用，這也將關(guān)系到企業(yè)生產(chǎn)效益以及生產(chǎn)安全。在文章中對煤礦巷道機械化掘進工藝進行了一定的研究，在實際掘進工作開展中，需要充分把握存在的不足之處，以科學措施的應(yīng)用提升掘進工藝水平，保障生產(chǎn)效率與生產(chǎn)安全，更好地實現(xiàn)巷道掘進工作目標。

參考文獻

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