提升煤巷掘进效率的技术措施研究

提升煤巷掘进效率的技术措施研究

赵矿祥

河南大有能源股份有限公司常村煤矿 河南 472300

摘要：随着多年来的不断开采，我国现有的煤炭资源在不断减少，所以目前为了满足市场的煤炭需求，就需要发展开采工艺，从开采工艺上提高开采效率。本文就煤巷掘进效率技术展开了相关探究。

关键词：煤巷掘进；掘进技术；掘进效率

1 煤矿巷道快速掘进技术现状

在进行巷道掘进的具体施工时，可以将施工任务划分为掘进和支护两个部分。掘进部分的工作主要就是挖掘、装填、运输等。目前阶段应用到矿井中的掘进设备基本上都具有掘、装、运这些功能，所用设备的自动化程度也越来越高。支护部分的工作由于具体的支护效果和工作流程不相同，所以支护工作一般分为永久支护和临时支护。临时支护就是为了防止出现顶板下沉的现象，它也是为了后续的永久支护打下基础，再进行永久支护时会将其拆除。目前应用的主要临时支护设备大概有棚式临时支护、掘进机载前探式临时支护以及掘锚机组临时支护装置等几种。永久支护能够长期保护顶板防止其下沉，目前应用比较广泛的就是锚杆支护与锚索支护。

1.1 后置支护快速掘进工艺

在进行巷道掘进作业的具体施工时，施工人员不应该按照既定施工计划盲目施工，而是应该让掘进作业和支护作业基于实际作业情况来调整，同时配合好临时支护与永久支护。若要提高作业完成率，这个时候为了缩短掘进时间，可以在作业空间上做出一定的让步来完善后置支护方式。在进行后置支护作业时，主要用到的设备有掘进机、支架组、锚杆钻机等，其中最主要的就是起到临时支护作用的支架组。大概的施工过程如下：使用掘进机对巷道进行挖掘，然后将挖掘的煤岩用装运机清理，同时使用临时防护，然后锚网（索）支护完成永久支护作业，以上就是一个简单的支护作业循环流程。施工人员在作业过程中一边掘进，一边清理残渣，而临时支护和永久支护也同时作业。这样大大提高了掘进效率，实现了根本的巷道快速掘进。但实际操作中，后置支护工艺也存在着些不足，主要包括以下几点：一是对于临时支护作业所使用的支架组的结构体积相较于一般支架更大一些，这样搭建起来会影响掘进机的调度，而且在设备维护上的工作量也比较大；二是施工时整个工作面是不间断同时进行的，因此支架组可能会使顶板破碎，而这对于巷道顶板管理来说是不利因素；三是临时支护搭建的支架组对顶板的保护作用强度不会很大，这时就会造成顶板下沉现象，在后续的永久支护作业时很容易出现顶板离层的现象；四是当使用锚杆与锚索操作时，最大的问题就是支护时间与实际掘进速度基本上不能同步。若使用后置支护，其防护强度相对来说达不到要求，而且支架组需要多次对顶板进行支撑作用，所以对于那些顶板不是很稳定的巷道，这种支护方式就不是很合适。后置支护这项工艺比较适合应用在那些巷道的顶板属于比较稳定，而且地质条件比较好的施工环境，这个时候对于提高巷道的掘进效率有很大的帮助。

1.2 前置支护快速掘进工艺

前置支护工艺总的来说就是掘进施工开始阶段就将顶板永久支护的作业完成，掘一锚一与掘一锚二即其主要采用的支护方式。这项工艺在实施起来会对掘进时间有一定的影响，但是它对于矿井顶板的支护作用强度更大，在施工安全方面更加有保障。在使用前置支护快速掘进工艺时，可使用前探粱来进行简单的临时支护，这样施工效率会大大加强。这项掘进工艺在现实操作中的的主要步骤如下：先使用掘进机来掘进一两个锚杆排距，然后让掘进机停止工作或适当后退，接着打锚杆进行锚网支护，完成以后再让掘进机到迎头中部掘进一个锚杆排距或两个锚杆排距循环作业^[1]。以上就是单个的循环作业工序。在使用前置支护工艺进行快速挖掘作业时，不仅对顶板进行了有效的防护，而且对于那些顶板不稳定容易出现破碎现象的巷道，防护效果会更好，因为掘进作业与支护作业没有办法同时进行，所以在巷道施工中，锚杆支护作业的完成速度直接决定了整个施工掘进速度，再就是这项工艺严格要求迎头空间，所以相对来说在提高掘进效率这方面并不会很出色，但是安全系数较高。

2 提升煤巷掘进效率的技术措施

2.1重视连续采煤机高效掘进技术的应用

该掘进技术适用于作业面宽度较大的井下巷道，例如在矩形断面的双巷道或者多巷道中被广泛使用。其工作面运输方式主要包括间断式运输和连续性运输。间断式运输所配置的机械设备包括连续采煤机、运煤车、锚杆钻车、胶带输送机等。连续性运输所配置的机械设备包括连续采煤机、锚杆钻车、铲车、胶带输送机等。该技术的主要工作原理是锚杆钻车处于回风巷道时，进行锚杆支护施工，当采煤机完成一个完整的工作循环工序后，与锚杆钻车互换位置，并在两条巷道间隔50m的位置掘出一条联络巷道。国内某大型煤矿在应用连续采煤机掘进技术时，月度最高进尺数达到7802m，几乎是综合机械化掘进技术掘进尺数的10倍。在实际作业中，技术人员应不断积累实际工作经验，并不断对掘进技术进行创新。应始终保持谦逊的态度，积极学习和借鉴成功的技术经验，为我国的国民经济增长注入源源不断的内动力。

2.2岩巷高效掘进技术

岩巷是指井下巷道断面中，岩层占据80%以上的比例，岩巷分布的岩石层较多，而原煤数量较少，一般作为通风与采煤通道用途。由于岩石层硬度系数大，如果仅借助掘进机进行破岩作业，不仅作业效率低，而且机械寿命将大幅缩减。因此，我国多数煤矿在岩巷掘进作业中，依然以钻眼爆破技术为主。目前，国内煤矿使用频率较高的岩巷掘进技术以铲斗式装岩机作业线为主，但是，相比于全液压钻车配侧卸装机作业线，该技术掘进尺数少，作业效率相对较低。钻眼爆破主要从钻孔设备及方式的选择及爆破技术的选择两方面进行优化。其中，针对爆破技术需明确炸药的消耗量、炮眼的直径、炮眼的深度、炮眼的数目等参数，还需根据巷道情况选择最佳的炮眼排列方式。

2.3 重视智能化和成套化高端装备的研发与应用

煤炭生产行业在经济科技日新月异的今天对于设备上的选择更趋于智能化和成套化，而且在发展中供不应求^[3]。当前的掘进设备已经不断地将信息化、自动化、远程遥控和人机交互等技术应用其中，设备的智能水平日益增强，煤炭掘进系统所搭建的集中控制平台可以实现自动顺序控制、高级诊断、积极性能监测等功能，能够使整个掘进系统中各个设备都处在一个高效低耗的最优状态，掘进机自动截割控制系统可以使得截割断面在掘进过程中自动成形^[4]。无线通信网络的全覆盖实现了视频、语音、工业数据等复杂信息的高速传输；掘进系统地面监控中心的建设步伐一刻也不能停歇，掘进工作面人、机、环境的集中管控早日实现，应用大数据和云计算等技术实现数据的自动存储、分析和判断。

结语：

总而言之，相关施工人员必须从作业的煤矿实际情况考虑，这样才能从根本上有效提高矿井巷道掘进效率，从而研发出适合不同矿井巷道的掘进工艺，然后更加科学专业地分配管理掘进时间与支护时间，让掘进施工的效率得到最大化的提升，进而实现矿井巷道的快速掘进，最终企业获得更多的经济收益。

参考文献：

[1]张巍.如何提高煤矿井巷掘进效率及质量[J].中国战略新兴产业,2018(24):207.

[2]崔林柱.煤巷掘进施工组织优化效果评价指标体系研究[J].山西焦煤科技,2017,41(11):22-25.

[3]吴江伟.大断面煤巷连采机快速掘进技术及应用[J].科技风,2017(06):287.

[4]罗习.提升综掘机掘进效率的研究与探讨[J].内蒙古煤炭经济,2016(17):41-42.