掘锚一体机在快速掘进中的应用

掘锚一体机在快速掘进中的应用

常征征

焦作煤业集团赵固（新乡）能源有限责任公司 

河南省新乡市辉县453600

摘要：综合自动化掘进、围岩支护设备应用推广对提高巷道掘进效率具有重要意义，可在一定程度上缓解矿井采掘接替紧张局面。受到现有综掘设备掘进工艺及掘进环境中各不利因素限制，巷道掘进呈现掘进进尺快、支护效率低等问题，围岩支护效率在一定程度上成为制约巷道快速掘进的重要因素。

关键词：掘锚一体机；快速掘进；应用

前言

在煤矿开采巷道掘进过程中常常出现采掘失调的问题。传统开采设备主要采用悬臂式综掘机，通过将掘进机与锚杆钻机相匹配来进行。在工作过程中，掘进和支护相互协调进行，出现的问题是钻孔效果不理想，工人的劳动负担比较大，操作工程任务烦琐，且作业过程中成本比较高，大大阻碍了在规定的时间内对巷道的掘进。

1掘锚一体机概述

1.1掘锚机组

掘锚机组是掘锚一体机的核心组成部分，其联合机组兼备采煤机以及锚杆钻机的功能，能够实现掘锚平行作业。第一代的掘锚联合机组发明和产生于1950年代，能够在顶板条件较差的巷道中良好进行应用。在经过半个多世纪发展后，掘锚机组的功能逐渐完备完善，普及应用于国内外煤矿开采生产行业中。现阶段，掘锚联合机组能够分成两种类型：①掘锚作业同步机组，在进行割煤工作的同时锚杆钻机进行作业，并在进行打眼装锚。②割煤后支护机组，其工作特点为在截割循环后进行锚杆支护。随着煤矿掘进工作不断发展的需要，我国逐渐从国外购买和引入掘锚机组，并开始在此方面进行研究。

1.2锚杆支护

锚杆支护是进行煤矿生产开采掘进中重要的安全保障，当煤矿掘进速度加快时，煤矿生产开采工作的风险也在随之增大，如何提高支护水平与效果，从而保障相关工作人员的安全，是煤矿生产开采中最为重要与关键的问题之一。掘锚一体机作为一种新型技术设备器械，在煤矿掘进与煤矿生产开采工作中的相关参数更加严苛，例如支护参数、安全防范、支护材料选择等方面。对于煤矿生产开采工作而言，只有支护水平提高，提高工作安全性，才能够实施真正的高效开采。在引进和应用掘锚一体机时，需要特别关注和重视锚杆支护组成部分，确保其能够发挥出良好的支护作用，保障工作人员安全。

1.3后配套技术

掘锚一体机机械综合运用和应用了多种技术，也需要各项技术共同发挥作用。掘锚机组主要负责和承担落煤、装煤以及运输工作，而锚杆支护则主要负责和承担支护作用，保证支护安全，但一般不对其他煤矿生产安全工作负责。在煤矿采掘作业中，任何一个工作环节与过程出现问题，都会影响到煤矿生产的整体效果，此时需要应用后配套技术。后配套技术能够配合多种技术综合应用，并在一定程度上防止其他问题出现。

2影响快速掘进的主要因素及调整措施

2.1影响条件

2.1.1地质条件

对巷道进行掘进时，周边的环境对一体机产生较大的影响，采用掘锚一体机时只能适用于巷道周边地质不复杂的情况下进行。然而在实际操作时，掘锚一体机运转的过程中面对顶板裂开现象，且一体机首部和作业部位之间的位置较小，无法提前对顶板进行预解决。另外，巷道遭遇到断层等影响，产生大范围的硬岩，应该通过安置震动炮的办法去除大面积硬岩，从而能够实现快速掘进的目的。

2.1.2控顶距

在巷道掘进的过程中，控顶距值大小直接对其工作效率产生影响，站在安全施工的角度看，应该根据掘进情况确定控顶距。当控顶距设置的参数值不高时，例如采用“一掘一支”方式，则需要考虑到停掘的过程，在完成一个支护排距后需要停掘。能够确保在安全工作的条件下，小幅度的提高控顶距，大大加速巷道掘进。

2.1.3探巷环节

在进行煤矿巷道掘进时，一贯采用的理念是“有疑必探，先探后掘”，通常来说，探放水钻孔超前距有一定的限制，其值不能低于30m。由于在大同矿机中各区域的煤矿周围环境不同，因此采用的探巷装备也有所差别，投入技术多的探巷设备有效地探测距离长，探巷的次数少，所以在巷道掘进的过程中其受到的影响不大；然而，通常矿井使用的探巷钻机只能在较短距离的范围下进行探巷，而且探巷次数较多，对巷道掘进影响较大，延长掘进时间。

2.1.4巷道支护

在掘进环境下，巷道支护所耗费的时间占一半以上，较长的支护时间对巷道掘进的影响比较大，不能够短时间内进行高效掘进。为了能够达到高效掘进的目的，且在安全范围内，不断的对支护参数进行修改，减少工作环节。

2.2实现快速掘进的主要措施

1）采用顶板条件相对稳定巷道。为了保证掘锚一体机在过程的过程中能够有效地发挥巷道掘进性能，应该选择顶板条件简单的巷道进行，这样能够有效地减少巷道受力。2）设置合理的控顶距。根据不同巷道掘进的实际情况，确定相应的控顶距，可以采用“两掘一支”的方式进行，从而避免停机次数的增加，有效提高掘进速度。3）采用先进探巷技术。为了减小探掘交叉现象，采用先进的探巷技术，这样能够有效缩短掘进时间。4）优化支护设计。分析掘锚一体机在对煤巷道掘进中支护时，有效地修改并调整支护参数，采用增加锚杆间距的方式，减少支护时间，进一步提高掘进速度。

3掘锚一体机掘进工艺、特点及安全技术措施

3.1掘进工艺

掘锚一体机在巷道掘进时的工艺流程为：铺设顶板金属网、钢带→掘进迎头临时支护→截割、运输、挂网支护→回收迎头临时支护→掘锚一体机位置前移→开始下一循环掘进及支护。具体的掘进工艺流程如下：1）将支护用的金属网、钢带等材料码放到掘锚一体机前端液压支撑架上。2）掘进机司机控制前端液压支架工作，使得金属网、钢带等与顶板紧密接触，后通过锚杆机稳住顶板金属网及钢带，尾部液压稳定性缓慢下落。3）机载锚杆钻孔开始工作、截割部破煤、运输部出煤；行走部推动截割部前移，并由巷道上部进刀进行掏槽，从上至下进行全断面截割掘进。4）机载锚杆钻机完成支护工作后，下放前端液压支架、升起尾部液压稳定器，掘锚一体机前移进行下一循环掘进。掘锚一体机截割产生的煤矸石等采用刮板输送机、转载机、可伸缩带式输送机等搭接运输，先将煤矸石等由掘进迎头转运至运输大巷、井底煤仓，后通过主运皮带运输至地面。

3.2掘进特点

在1606运输巷使用的掘锚一体机具有工作流程简单、围岩及时支护的特点，同时能实现掘进、支护的同步进行。掘锚一体机截割宽度可达到5.5m以上，同时转速低、功率大，掘进进尺可达到6m/h。在掘进迎头位置通过金属网、钢带及前端液压支架等构成的临时支护可确保掘进迎头位置围岩稳定，给作业人员提供相对安全的工作环境。同时掘锚一体机可实现顶板、巷帮锚杆的快速施工，支护效率相对较高。在巷道掘进时，操作人员可远程遥控指挥，同时掘进机及锚杆机等不存在回撤情况，大幅提高了施工安全保障能力。

3.3安全技术措施

在1606运输巷掘进过程中，为了确保巷道掘进及围岩支护质量，应做好施工质量及安全技术保障措施，主要包括巷道中线距离及巷道高度控制、锚杆及锚索施工质量控制等。具体安全技术措施如下：1）合理布置通风系统。在掘锚一体机上布置新型湿式除尘风机，其可捕获掘进迎头位置小颗粒粉尘，从而改善掘进工作面工作环境。同时在巷道掘进过程中应及时做好通风巷与掘进的1606运输巷间的贯通工作，同时确保局部通风机可靠运行，确保掘进迎头位置供风量满足掘进需要。2）强化运输工作。掘锚一体机工作受煤矸石运输效率慢的影响，实现煤矸石的快速运输是确保巷道高效掘进的基础。为此，矿井需构建专门的辅助运输队，以确保巷道掘进过程中煤矸石高效运输。

结束语

总而言之，随着我国煤矿开采能力的提高和增强，加快煤矿巷道掘进速度，并保证煤矿巷道掘进工作进行安全，成为了一个关键问题。掘锚一体机作为一种新型机械，将其应用与煤矿掘进工作中，有着巨大的价值和作用。文章从此出发进行分析研究，对掘锚一体机在煤矿巷道掘进中的应用进行分析阐述，希望能够帮助提高掘进效果，推动煤矿生产开采工作发展。

参考文献：

[1]崔立德.掘锚一体机在复杂地质条件巷道掘进中的应用研究[J].机械管理开发，2021，36（12）：66-68.

[2]董庆.掘锚一体机的快速掘进技术应用[J].山西煤炭，2021，41（4）：33-35.