大断面煤巷连采机快速掘进技术探讨

顾友道

【摘 要】煤矿企业在近些年来发展迅速，原因是市场企业对煤矿资源的需求量日渐增加，传统地表浅层的煤矿资源开采效率日益下降，整体矿产资源面临紧缺的问题，煤矿资源的分布不平均，在复杂的地质结构中开采煤矿资源需要依靠先进的设备和采掘技术，在煤矿资源开采过程中，煤矿巷道的掘进效率对煤矿资源的开采量具有直接的影响，本文主要以煤矿煤巷大断面为研究对象，进一步分析大断面煤巷连采机快速掘进技术，为相同地质条件的煤矿开采企业提供一些参考。

【关键词】大断面;煤巷;连采机;快速掘进;技术

前言：

煤矿巷道掘进速度直接影响着采矿工作的效率和质量，属于一门综合性施工工艺，掘进速度的快慢，由很多其它的因素决定，比如掘进设备的先进程度，不同生产工序是否能够有效的衔接等等[1-2]，所以，煤矿企业应不断的探寻影响煤矿巷道掘进速度的因素，從根源上优化和解决这些影响因素，从而提升巷道掘进速度。我国在21世纪初，连采机被应用到煤巷采掘工作中，这种设备可以实现连续和快速的采煤，属于一种快速掘进的生产装备[3]，连采机的应用，大大的提升了煤矿掘进的生产效率，也避免了采掘失调的问题，对改善井下劳动条件发挥着重要的作用，同时也有效的保障了工作人员的掘进安全。

1大断面煤巷连采机快速掘进工艺分析

1.1地质条件介绍

以某煤矿大断面两个巷道为试验点，两个巷道在煤层中开展掘进施工，煤层厚度在2.74-7.46m左右，平均厚度为4.24m左右，煤层与上部覆盖层的距离为2.0-10.82m，平均距离为6m，次煤层的倾角为2-10°，煤巷顶部主要以砂质的泥岩为主，泥岩层的厚度在4.18m左右，煤巷底板主要有粉砂岩物质构成，平均厚度在7.48m左右。

1.2支护技术应用

结合煤矿现场的分析和调查发现，两个煤巷的断面形式呈矩形形状，高度在3.5m左右，宽度为5m，断面面积为17.5m2，采用锚网锁支护技术进行巷道支护，顶锚杆钢材选择左旋螺纹钢，以每排5根的方式进行支护设置，排与排的间距设置成1200mm，顶锚索采用钢绞线进行设置，双排设置，间距在2000×3600mm，煤巷两帮的支护利用圆钢锚杆，排间距为1200×1200mm，每排设置两根最为适宜。

1.3掘进装备介绍

大断面连续采煤机设备主要由以下设备构成，采煤成套的装备包括运煤车、连续采煤机、锚杆钻车、带时输送机、移动变电站以及破碎机和铲车等等，同时，井下巷道内必须配备通风机，设备的选择应该满足掘进施工的技术要求，包括设备的型号、功率和性能等，需要技术人员做全面的统筹和分析，选择合适的设备进行应用。

1.4掘进工艺流程分析

掘进施工中，锚杆钻车与连续采煤机应该保持平行运行，在采煤运作过程中，利用装载输送机将煤矿运输到后部的梭车里，并由梭车将煤矿运输到破碎机中，破碎程序后利用带式输送机运出煤矿。锚杆钻车与连续采煤机平行作业的同时，在煤巷中应进行支护作业，按照一定的作业流程和顺序进行定位、钻眼、安装等工序。两个煤巷掘进作业中，连续采煤机在一个煤巷掘进割煤6m，需要转换到另一个煤巷中继续作业，锚杆钻车也依照这样的工序开展不同巷道的支护，跟进采煤机平行作业。作业中注意清理底板上的杂物，确保道路整洁与畅通。

在掘进作业中，设备有转弯作业的情况，应确保设备转弯顺利，保持联络巷与巷道成70°夹角，间距在70m，每掘进出一条联络巷，则需要带式运输机进行一次移动。

2大断面煤巷连采机快速掘进技术应用效果

2.1掘进效果

在具体的掘进施工中，达到平均每月掘进602m，最大掘进尺寸为单日32m，效果远远超出普通掘进速度和效率，日平均与月平均掘进水平和效率都得到了明显的提高，所以，大断面煤巷连采机掘进效率很高。

2.2支护效果

运用四臂锚杆钻车每排顶板支护平均用时13分钟，与普通锚杆机支护每排20分钟相比，支护速率明显提高，顶板支护每排的用时缩短了近35%，另外，四臂锚杆钻车有临时支护功能，可以实现对顶板的临时与超前支护，因此，其工作效率和安全性都要由于普通锚杆机。

2.3巷道效果

与滚筒形状和切割工作有所不同，矩形煤巷巷道利用连采机设备，巷道内部两帮较为平整，同时底部没有顶底角，整个巷道的形状更加规整，所以，巷道成型效果更佳。

2.4地质条件适应性分析

连采机设备的体型与重量均大于普通的综掘机，相当于普通机械的1.4倍，在具体的掘进施工中，连采机在经过积水区、断层、破碎带等地区时，由于设备体积大，很容易发生卧底事故，在爬坡性能上也不如综掘机灵活，同样的道理，综掘机由于体小量轻，可以实现底板的掘进，同时还可以进行煤层顶板的施工，具有很强的地质适应性，所以，连采机快速掘进设备在地质条件的要求上要高于普通综掘机。

2.5人工强度

大断面煤巷连采机快速掘进利用锚杆钻车进行巷道的支护，与传统综掘单人支护技术相比，大大降低了施工中的人工劳动强度，同时，支护效果与支护效率要远远高于综掘单人人工支护，另外，整个工序的机械化后程度更高，很多工序都免去了人工现场作业，在一定程度上也降低了巷道支护的危险性，保障了工作人员的生命安全，提高了巷道掘进工作的效率和质量。

结论：

运用连采机进行大断面煤巷快速掘进，工作效率得到明显提升，同时机械化程度更高，在很短的时间内可以截割出成型的巷道效果，人工强度也有所降低，优势十分明显，但是对工作条件的要去较高，支护效率还有待提升，同时作业中需要人工清理大量的浮煤，这些问题都需要引起重视。

参考文献：

[1]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（6）：287.

[2]刘畅，姜鹏飞，王子越，等. 煤巷快速成巷技术现状及应用效果评价方法研究[J]. 煤炭科学技术，2020，48（11）：26-33.

[3]李辉杰. 厚煤层快速掘进关键技术[R]. 2006.

（作者单位：贵州省盘州市能源生产技术石桥指导站）