煤矿巷道机械化掘进工艺的优化

刘颜 朱腾飞

山东新巨龙能源有限责任公司 山东菏泽 274000

目前，我国的煤矿开采主要以井下开采为主，在这个过程中煤矿巷道掘进工艺是必不可少的。由于掘进过程中需要涉及到多种类型的机械设备与工艺技术，更是要多个工种联合配合才能够实现，所以对于煤矿巷道掘进工艺的要求较高。随着近些年来开采的深度不断增加，地质条件的变化成为煤矿巷道掘进工艺实施技术革新的重要因素。为了进一步探讨煤矿巷道掘进工艺革新的策略，现就相关类型划分模式分析如下。

1 巷道掘进工艺

煤炭回采巷道的施工一般包括巷道掘进、巷道支护等，以便于回采煤安全顺利运输。巷道掘进在我国当前的煤炭开采中采用最广泛的是悬臂式掘进机配套单体锚体钻机工艺，通过掘进机将巷道煤炭切割，形成一定需求的巷道后，为了保证巷道围岩的稳定，需要进行巷道支护，巷道支护相比较巷道掘进，耗时长、工作量大。在实际巷道掘进工艺实施中，掘进与支护方式是影响掘进进度的最重要因素。煤矿单巷道掘进时，掘进面一般都呈现矩形特征，如果掘进巷道一次成型，虽然能够在一定程度上提升掘进效率，但支护难度和支护作业效率会受到严重影响，通过工艺测算，二段掘进施工工艺整体上优于一次成型工艺。首先悬臂式掘进机从巷道一侧进行切割掘进，一般前进约两个锚杆距离后，将掘进机后退，并测移动到巷道另一侧，进行二段掘进，同时煤矿工人进入到空顶区先进行临时支护，再进行挂锚网、打眼钻孔锚杆锚索永久支护作业，二段掘进工艺能够统筹掘进与支护工序，提升掘进支护效率。悬臂式掘进机配套单体锚体钻机工艺是我国大部分煤矿井下巷道掘进支护方式，具有便捷性和快速性的特点，工艺实施简单有效，但值得注意的是，二段掘进工艺的实施对巷道围岩有一定的要求，巷道围岩或煤块需要有一定的硬度，同时做好巷道支护也是该工艺实施的重要保障[1]。

2 煤矿综合机械化掘进技术的要点

2.1 组织作业流程革新

煤矿巷道掘进工艺在实施过程中往往需要面对十分复杂的生产环境，包括构造带、地质断层都是十分常见的情况，这个过程中需要做好作业流程的组织安排工作。作为现场施工的监管人员，既要熟悉施工的环境与流程，同时也需要做好现场的管理，通过科学管理与组织活动来确保施工风险被控制在合理范畴内。在作业组织过程中，一方面需要关注作业的速度与效果，另外一方面也要明确施工人员的参与形式，合理安排生产工序。特别针对一些平行化的作业项目，做好循环持续时间内的供需安排，提升交叉作业的稳定性可以进一步改善工序效果，确保掘进的整体效率[2]。

2.2 合理选择支护方式

巷道掘进完成后，必须要采用相应的支护方式保证巷道的稳定性，使巷道满足正常使用要求。与此同时，《煤矿安全规程》中规定，工人必须在具有支护条件下的巷道内工作。巷道支护的速度在一定程度上会影响掘进的速度，因此，需要选择合适的支护方式来进行巷道支护。这就要求选择的支护方式应该满足便于施工和安全性的要求。通常所说的掘进巷道支护多为临时支护，即只能在短时间里保证巷道的稳定性。对于掘进巷道的支护，可以选择的支护形式有棚式支护和锚杆支护。与棚式支护相比，锚杆支护具有操作简单、便于施工、支护强度高的优点，还可以配合后续永久支护使用。锚杆支护在施工时配上锚杆机，实现了掘锚一体化，施工速度非常快，能满足快速掘进的要求。虽然棚式支护的支护速度比较慢，但是，支护的整体性非常好，可以满足在顶板岩层比较破碎松软情况下的支护。

2.3 采用实时测控技术

在煤矿掘进技术的实际运用中，应该根据工程需求安装系统监测工具。该技术在矿产作业中较为智能，无需人工操作，可以实现24 小时全方位立体式监测。一旦某一环节出现问题，可以立即发出警报，并进行中断处理。传感设备实现数据存储分析功能，通过对操作设备的内部压力、温度、电荷、负载等多种要素收集，实现有效监督作业。智能自动化的管理模式，使得设备运行更加规范、效率也有了进一步提升[3]。

2.4 掘进设备的维修和维护

掘进工期一般很紧张，这就要求掘进设备要少发生故障或不发生故障。在设备发生故障后，通常需要较长的时间来排除设备故障并进行维修。因此，需要定期对掘进设备进行检修和维护，早点发现设备存在的安全隐患并消除。在进行设备检修和维护时，注意设备的磨损情况和关键零件的损坏情况。对于设备磨损比较严重的区域，要采取一定的防护措施来减缓设备的磨损情况，而综掘机的截齿是最容易被磨损的部位，要选择合适的截齿材料和型号来减缓磨损，从而降低掘进成本。此外，还需要检查设备一些固定螺丝的松紧情况，以免造成某些部位的脱落，从而引发安全事故[4]。

3 结语

综上所述，煤矿巷道掘进工艺在现代煤矿进步与发展过程中是必不可少的组成要素，通过煤矿巷道掘进工艺革新，能够进一步改善生产环境，提升安全生产水平，同时也有助于更为合理的安排掘进施工的顺序，采取更为高效的技术来满足掘进速度控制要求。在本次研究中，主要探讨了技术革新、组织作业革新与管理革新的内容，也希望可以为行业的稳定高速发展做出积极的贡献。