張書卿

（山西忻州神達(dá)能源集團(tuán)有限公司，山西 忻州 034000）

引言

隨著綜采技術(shù)的提高和采煤工藝的提高，采煤工作走上了良好發(fā)展的道路，實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)高效的生產(chǎn)，大部分煤炭企業(yè)已經(jīng)走上了集約化、可持續(xù)發(fā)展的道路。但在高效生產(chǎn)的前提下，采掘接替關(guān)系也越來越緊張，暴露出綜采開拓方面仍存在不足，需要進(jìn)一步提高。在現(xiàn)有的條件下，要利用合理的施工技術(shù)，進(jìn)行組織、開采，用科學(xué)的施工手段來提高煤巷綜合化機(jī)械水平，以確保采掘接替關(guān)系正常。

1 我國(guó)煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)煤巷掘進(jìn)技術(shù)始于20世紀(jì)60年代左右開始研究，最開始是以30～50kW 小功率掘進(jìn)機(jī)為主，由于受到環(huán)境技術(shù)的影響，這些掘進(jìn)機(jī)的開發(fā)研究在當(dāng)時(shí)還處于一個(gè)試驗(yàn)的階段。80年代初期受到機(jī)械化工業(yè)的影響，煤炭機(jī)械化程度快速發(fā)展，然而由于我國(guó)自主研發(fā)的機(jī)械化設(shè)備暫時(shí)不能滿足工業(yè)發(fā)展的需要，因此我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)了較為先進(jìn)的機(jī)械，機(jī)型為AM50型和S－100型，這兩種機(jī)械大幅度推動(dòng)了綜合掘進(jìn)機(jī)械化設(shè)備的發(fā)展。我國(guó)的科研人員也積極研發(fā)了適合我國(guó)地質(zhì)的綜合機(jī)械化掘進(jìn)設(shè)備，經(jīng)過近30年的研究終于形成了年產(chǎn)超越1 000臺(tái)的煤巷綜合掘進(jìn)機(jī)的加工制造，滿足了我國(guó)市場(chǎng)的基本需求［1］。至今為止，我國(guó)煤巷綜合掘進(jìn)機(jī)已經(jīng)具備了很多的優(yōu)秀技術(shù)條件，從整體而言，設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，改進(jìn)了機(jī)身的設(shè)計(jì)，相對(duì)矮小，將重心有所降低，因此穩(wěn)定性也就得到了提高。新一代的煤巷綜合掘進(jìn)機(jī)的生產(chǎn)能力較大，適應(yīng)能力較高，能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)建委簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定可靠，易于維護(hù)，液壓系統(tǒng)可靠性較高，具有工礦檢測(cè)和故障診斷的功能。

2 綜合機(jī)械化掘進(jìn)設(shè)備的組成

為了更好地適應(yīng)我國(guó)的地質(zhì)條件和生產(chǎn)狀況，一般使用的綜合機(jī)械化掘進(jìn)設(shè)備由掘進(jìn)機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、皮帶、錨桿鉆機(jī)、煤電鉆和錨索漲拉器等組成。在我國(guó)各個(gè)型號(hào)的掘進(jìn)機(jī)中，內(nèi)蒙古第二機(jī)械制造總廠工程機(jī)械廠生產(chǎn)的EBZ－90型的掘進(jìn)機(jī)切割功率較大，尤其是截割部有兩個(gè)截割頭適合矩形巷道和半煤巖掘進(jìn)，技術(shù)故障較少，結(jié)構(gòu)緊湊，電控比較集中，機(jī)后帶轉(zhuǎn)載機(jī)，利于操作，性價(jià)也相對(duì)較高。

我國(guó)礦井支護(hù)采用錨桿、錨索、鋼帶、金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。一般的支護(hù)材料規(guī)格為錨頂采用20×1 800／2 200mm 的螺紋鋼錨桿，配備MSCK2355的錨固劑和100×100×8（mm）成品托片。錨索采用17.8×5 500／7 500（mm）的低松弛鋼絞線，每個(gè)錨索需要3個(gè)MSCK2355錨固劑來錨固，配一個(gè)200×200×16（mm）的鋼板托片。鋼帶采用W 型鋼帶，金屬網(wǎng)用10號(hào)鋼絲編織菱形金屬網(wǎng)。

3 綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)的施工工藝

3.1 施工工藝

煤巷機(jī)械化掘進(jìn)施工前，一定要進(jìn)入工作面進(jìn)行設(shè)備檢查，做好各項(xiàng)開工工作，在啟動(dòng)掘進(jìn)機(jī)時(shí)要從巷道中心底部來進(jìn)行切割，然后左右擺動(dòng)截割頭，從上而下切割，并且在巷道兩邊各留80mm 厚的煤，按照規(guī)定循環(huán)的進(jìn)度完成完整切割裝運(yùn)，其次退出掘進(jìn)機(jī)后切斷電源進(jìn)行敲幫問頂、鋪網(wǎng)、上鋼的臨時(shí)支護(hù)，人工再將煤幫刷齊、找平，安裝頂錨桿，最后進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)工作［2］。

3.2 截割工藝

在掘進(jìn)機(jī)切割時(shí)，要根據(jù)巷道圍巖的情況和斷面大小合理利用截割頭的左右擺動(dòng)和升降。截割的程序選擇要根據(jù)一般原則做到有利于頂板支護(hù)以及開截。對(duì)于較均勻的中等硬度煤巖，采取的是由下而上分段擺動(dòng)截割程序，對(duì)于破碎頂板采取的方法再由下而上分段擺動(dòng)截割，對(duì)節(jié)理發(fā)育軟煤則采取下部中心開鉆，然后周邊刷邦的截割程序。

3.3 支護(hù)工藝

在煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)機(jī)完成割裝運(yùn)退后要先用長(zhǎng)把工具進(jìn)行敲幫問頂，然后再掛上鋼帶進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。掘進(jìn)機(jī)用錨桿鉆機(jī)打頂部錨桿眼后再進(jìn)行安裝，安裝錨桿時(shí)先安裝中間的錨桿，再用鎬將兩幫刷齊后通過煤電鉆打眼并安裝錨桿，然后掛幫網(wǎng)，裝托班并擰緊螺母。

4 實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)

1）通過選擇性能優(yōu)良掘進(jìn)機(jī)來提高設(shè)備可靠性。煤炭及部分礦物是掘進(jìn)機(jī)的具體工作對(duì)象，在工作時(shí)受到的沖擊振動(dòng)較大，加上環(huán)境影響，因此需要根據(jù)使用條件來選擇，標(biāo)準(zhǔn)是5萬h。在與國(guó)產(chǎn)化和引進(jìn)技術(shù)的合作中，我國(guó)的掘進(jìn)機(jī)制造技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)新階段，開始了自主發(fā)展的進(jìn)程。國(guó)產(chǎn)掘進(jìn)機(jī)必須要在液壓、電氣、元件等選擇上進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，把握質(zhì)量問題，對(duì)國(guó)產(chǎn)難以過關(guān)的關(guān)鍵元件要采用先進(jìn)國(guó)家的產(chǎn)品，有條件的還要采用嵌裝式結(jié)構(gòu)來替代螺栓結(jié)構(gòu)以達(dá)到穩(wěn)定的效果。通過采用模塊組裝的方式來簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，以便機(jī)械的組裝，能夠提高設(shè)備的可靠性，得到最終穩(wěn)定、效率高的特點(diǎn)［3］。

2）現(xiàn)代化技術(shù)促進(jìn)高機(jī)電一體化程度。在實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)控制操作的過程中，包含推進(jìn)方向的監(jiān)控、割斷面輪廓尺寸的監(jiān)控以及切割電機(jī)功率自控調(diào)節(jié)監(jiān)控。對(duì)供電電壓測(cè)控、電機(jī)符合和溫度、油溫及污染、液壓系統(tǒng)油壓等進(jìn)行監(jiān)控，才能實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)故障診斷以及工程監(jiān)測(cè)質(zhì)量的提高。通過現(xiàn)代化測(cè)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)掘進(jìn)機(jī)工礦的檢測(cè)，并加以完善和改進(jìn)，達(dá)到機(jī)電一體化的最終目的，通過這種方式可最大限度實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)效果的提高，且有利于不斷改進(jìn)并且完善煤巷的快速掘進(jìn)技術(shù)，最大限度的提高機(jī)電一體化的程度。

3）推廣錨桿支護(hù)，改進(jìn)運(yùn)輸方式。由于掘進(jìn)機(jī)的配套能力低、設(shè)備不完善，再加上煤巷掘進(jìn)效率低，因此機(jī)械沒有辦法充分發(fā)揮作用，巷道掘進(jìn)系統(tǒng)配套環(huán)境多，其中包括運(yùn)輸、支護(hù)、降塵、供電供水、通風(fēng)等，如果單位想要大幅度提高掘進(jìn)效率，充分發(fā)揮出機(jī)械化的作用，還需要提高設(shè)備的綜合配套能力，進(jìn)一步完善設(shè)備。同時(shí)還需要加強(qiáng)輔助運(yùn)輸方式的改進(jìn)，不斷提高運(yùn)輸?shù)男?，采用連續(xù)運(yùn)輸方式運(yùn)用在煤巖運(yùn)輸上，在轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)上，需要完善轉(zhuǎn)載機(jī)的功能，以節(jié)省轉(zhuǎn)載的時(shí)間，達(dá)到運(yùn)輸轉(zhuǎn)載效率的提高。

4）利用采用據(jù)錨機(jī)實(shí)現(xiàn)一體化工程。由于在懸臂掘進(jìn)機(jī)上添加壓錨桿鉆機(jī)技術(shù)難度大，且目前還難以推廣，因此還需要進(jìn)一步完善，而采用掘錨機(jī)組，能夠很好地解決掘進(jìn)工作面在長(zhǎng)期范圍內(nèi)所不能解決的掘進(jìn)問題及支護(hù)平行的作業(yè)問題，這種方式是對(duì)快速掘進(jìn)技術(shù)很大程度的進(jìn)步和突破。再加上圖稿設(shè)備的穩(wěn)定性，能夠降低錨桿與工作面距離，利用PLC技術(shù)，還能夠?qū)崿F(xiàn)掘進(jìn)設(shè)備理想化快速掘進(jìn)。

5）選擇適宜環(huán)境下進(jìn)行連續(xù)采煤機(jī)的推廣。連續(xù)采煤機(jī)已經(jīng)在很多國(guó)家實(shí)現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用，這種采煤機(jī)根據(jù)自身的特點(diǎn)來引進(jìn)連續(xù)采煤機(jī)及配套設(shè)備，可以在煤巷的多頭掘進(jìn)上得到應(yīng)用，并且具有速度快、安全可靠、用人效率高、設(shè)備配套簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。通過多次的實(shí)踐可以證明，采用錨桿支護(hù)的配合連續(xù)采煤機(jī)進(jìn)行，能夠有效實(shí)現(xiàn)工作面快速掘進(jìn)技術(shù)的高產(chǎn)和高效。

5 結(jié)語

我國(guó)礦井隨著綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)的提高，已經(jīng)在掘進(jìn)水平上得到了很大的進(jìn)步，且基本實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)技術(shù)全面、快速的發(fā)展。在科技的不斷進(jìn)步下，掘進(jìn)機(jī)的選擇發(fā)展方向性更多、發(fā)展方向更明晰，不僅是工作效率的提高，也擴(kuò)大煤巷錨桿使用范圍，同時(shí)還提高煤巷快速掘進(jìn)水平，以達(dá)到高產(chǎn)的最終目的。隨著我國(guó)煤巷采掘機(jī)械化程度的大幅度提高，再加上礦井挖掘步伐的加快，都促進(jìn)了煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展，并且為掘進(jìn)技術(shù)新發(fā)展帶來了新的機(jī)遇，促進(jìn)了綜合機(jī)械化設(shè)備的普及程度。

［1］張藝，劉世會(huì)，綜合掘進(jìn)技術(shù)在煤巷快速掘進(jìn)應(yīng)用研究［J］.時(shí)代報(bào)告，2012（3）：10.

［2］潘宏，綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)在全煤巷的應(yīng)用［J］.中國(guó)科技博覽，2012（22）：15－20.

［3］牛利平，煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)研究［J］.技術(shù)與市場(chǎng)，2014，21（5）：20.

［4］郝利生，煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)［J］.價(jià)值工程，2012（30）：2－3.