高瓦斯煤巷的综合性快速掘进技术研究

高瓦斯煤巷的综合性快速掘进技术研究

徐拓

河南焦煤能源有限公司九里山矿河南焦作454178

摘要:本文分析了高瓦斯煤矿采掘比较突出的现象，研讨了煤巷快速掘进技术和形式。在分析掘进管控、设备研制、快速掘进类型等发展的基础上，探讨了掘进与支护以及工作机械与辅助机械的制约联系，研讨了锚杆支护机具布置及自动化、掘进工作面部分支护、辅助工作机械化、动力管控联合规划等关键技术。

关键词：高瓦斯；煤巷；综合性；快速掘进技术

中图分类号:TD67

1概述

现阶段，国内对于高瓦斯煤巷工程的项目，多采用接连采煤机及综合煤巷掘进技术。在此过程中，选用高强度高预紧力螺纹钢锚杆，合作锚索对煤巷进行支护。高瓦斯煤巷掘进过程中，某煤矿主要选用EBZ160掘进机进行割煤、装煤。选用地上井超前预抽+高压水打钻+两边钻场保护预抽+迎头快速抽采形式，该形式充分使用高压水打钻技术对煤层构造、应力环境和透气性的改造，使用两边钻场保护预抽和迎头快速抽采充分发挥煤巷迎头抽采潜能。

2提高综掘速度的技术和措施

高瓦斯煤巷掘进多选用连采机，为有效提高掘进速度，可从改善施工工具、优化和创新技术手段等方面着手。

2.1设备配置

矿用稳压型注浆泵1台，型号为DGW4500，电机效率25kW，转200~4500r/min，泵压2~16MPa，流量2.5m3/min。钻机选用ZDL6000履带式钻机2台，一台选用麻花钻杆施工钻场超前保护抽采钻孔，一台选用高压水施工迎头瓦斯开释钻孔。管路选择6.6cm高压管，耐压25MPa。自制暂时快速封孔器24个，在煤巷支护时长使用高压水打钻钻孔抽采瓦斯。高压水打钻设备安装图如图1。

2.2改变加强支护方式

传统形式下的高瓦斯煤巷耳朵钻场，基本上都与横川口正对，需要对横川口进行强化支护，排距大概在1m左右。在锚索施工过程中，依照“二四”规范进行安装，每一排靠两边方位布设2根大概8m左右的锁口锚索，且隔一排中间进行强化支护，选用2个7m左右的锚索进行加固。依据相关材料对锚索支护数值进行模仿，分析了不同锚索间隔的应力，最终主张选用不正对横川口的办法，以此来完成横川口悬顶面积减小的目的。在横川口锚索施工时，依照“二二”规范布设。对横川口而言，通常加强支护的规模为12排，合计可节约12根8m长的锁口锚索，以每根锚索的打注时长为15min计算，2根平行施工时，可有效缩短1.5h的时长。

2.3对帮锚杆支护工序进行恰当调整

高瓦斯煤巷综合掘进过程中，锚杆支护用时最长，另外也是影响煤巷掘进速度的直接原因。通过对煤巷支护操作过程中的施工技能及相关资料调查研讨，判定巷帮最底层1根破碎带处的帮锚杆滞后一段距离施工。上述滞后距离，假定从正本的7m增大到现阶段的60m，然后再运用后续工作循环中的闲暇时长平行工作补打。综合核算，每个循环能有效节省时长1h上下。另外，每个施工工序都要尽可能施行平行工作，在告知班时，安检、物料告知等工作另外平行工作，可能够缩短告知班时长10min上下。割煤前，还应考虑对中线及吊挂随机拖拽电缆，可缩短割煤时长大约30min上下；支护运料及备料过程中，还可在割煤时进行平行工作，这样可能够节省备料时长大约20min。

2.4掘进工序及时长规范化

高瓦斯煤巷综合掘进过程中，环境条件一样的情况下，每个循环施工工作工序落实时，班组耗时存在着一定的差异，这说明施工人员在实际操作过程中，所运用的技能、方法等存在着较大差异。针对这一情况，为能够提高高瓦斯煤巷综合掘进速度，建议采取现场管控形式，对掘进过程中各个施工工序进行观测和分析；另外，还可运用动作分析法进行深化的研讨，并对每一道工序、耗时情况等进行规范化管控。在此过程中，要考虑工作相关影响因素，比如施工人员的心理和生理情况、施工现场环境条件等。通过对施工人员进行规范化教学和培训，可能够提高施工人员的操作熟练度，在确保操作使命完成的基础上，大幅度提高掘进速度和效率。据实际作用来看，通过改进技术、施工操作工序等方法，施工工作循环从每天只需一个循环变为了现阶段的每天2个循环，综合掘进效率提高了整整1倍。

2.5对煤巷瓦斯进行综合治理

为能有效完成煤矿快速掘进、提高掘进效率的目的，除了要在掘进技术、技术及施工办法和工序等方面下功夫以外，还要注意瓦斯的综合治理。瓦斯综合治理，不单单关系着高瓦斯煤巷掘进速度和效率，还关系着掘进人员的生命和产业安全。具体施工操作过程中，为能有效加速高瓦斯煤巷掘进速度，保证掘进操作过程中不呈现瓦斯超支现象，需对煤巷附近煤层瓦斯采取消突办法，即在煤层顶板与煤层法线之间大概10m以上的岩层、与平面方位间隔15~20m的方位，布设底板抽放岩石煤巷，并且从煤巷中向煤巷掘进区布设恰当的穿层钻孔，然后埋管抽放。通常而言，钻孔孔径最少75mm，钻孔数量以实测抽放半径为参考来断定；另外，还要对煤巷两帮概括线外分别15m规模进行严格管控，坚决防止抽放空白区，保证抽放后的空间瓦斯压力不超越0.74MPa。

2.6动力管控联合规划

掘进作业面各配备中，通常均具有独立的电气管控箱、操作台(含电气和液压)、各类机电液保护、简略的检查体系和故障诊断，司机在驾驶台全部掌控操作掘进机正常运转。另外配备的机械化、主动化、信息化程度均很低，绝大部分作业均是自成体系，单机管控。实施快速掘进后，掘进作业面到后续煤巷内安装了许多设备，随着各种工序不断完成机械化、主动化，管控、操作也越来越杂乱、多样。煤巷内一切设备的配电、管控、操作以及泵站、通讯、监控等如能涣散在各个设备上，依照恰当会集、合理分布的准则，在快速掘进体系配备设计中，统一安排、会集规划、合理安装、便利操作，将可以在空间安装、动力源分配等方面愈加合理。同时也为机械化掘进作业面的全体主动化、信息化打下基础。现阶段，环境监测、设备保护、故障诊断等技术已经遍及使用，遥控器、摄像机、工况监测、煤巷走向监测以及断面监测也在不断推动，神东公司第1套快速掘进选用的远距管控和数据观测、上传是现阶段最完善的掘进电控体系。

结束语

伴着高瓦斯煤巷快速掘进技术发展、完善，统筹快速掘进体系的各环节、一切设备，使其完成平行作业，协调运转，表现最大成效，才会减轻掘进、支护和掘进、辅助设备之间的对立。高瓦斯煤巷快速掘进体系的研讨和建造处于初始阶段，很多理论、概念和具体状况的解决还处于研讨阶段。掘进技术与支护技术、工作机械与辅助机械在掘进过程中的制约状况仍有待研讨;各种地质条件的煤矿需要面对的快速掘进主要对立和具体技术难点均不同，均需要根据本身的条件和需要，展开多种形式、多个层面的快速掘进技术研制和探究。

参考文献：

［1］张文玉．煤矿煤巷掘进技术现状及发展［C］//2014年全国科技工作会议论文集，北京:［出版者不详］，2014.

［2］张常青．综合机械化掘进在煤矿生产中的作用与意义［J］．中国高新技术企业，2014(14):106－107.