鄭凱

（陜煤集團(tuán)神木紅柳林礦業(yè)有限公司，陜西榆林 719300）

煤巷連續(xù)采煤機(jī)快速掘進(jìn)技術(shù)研究與探索

鄭凱

（陜煤集團(tuán)神木紅柳林礦業(yè)有限公司，陜西榆林 719300）

隨著煤炭行業(yè)的發(fā)展，大型生產(chǎn)礦井正在朝著高產(chǎn)高效、智能化、集約化、自動(dòng)化、綠色開采方向發(fā)展。本文結(jié)合所在煤礦地質(zhì)現(xiàn)狀，通過對(duì)影響煤巷連續(xù)采煤機(jī)快速掘進(jìn)的因素分析，簡單介紹了煤巷連續(xù)采煤機(jī)快速掘進(jìn)工藝，提出改進(jìn)措施，總結(jié)出了一套連續(xù)采煤機(jī)雙巷快速掘進(jìn)方法，對(duì)大型現(xiàn)代化礦井煤巷應(yīng)用連續(xù)采煤機(jī)快速掘進(jìn)具有一定的借鑒意義。

煤巷 連續(xù)采煤機(jī) 快速掘進(jìn) 措施

2011年以來，我們礦井在借鑒神東公司連續(xù)采煤機(jī)配套掘進(jìn)工藝的基礎(chǔ)上，采購進(jìn)口連續(xù)采煤機(jī)配套國產(chǎn)四臂錨桿鉆機(jī)、梭車、皮帶機(jī)、裝載機(jī)等掘進(jìn)機(jī)械，在5-2煤層采煤工作面順槽掘進(jìn)工作面得以成功應(yīng)用；5年來我們也在不斷探索和分析連采機(jī)掘工藝的改進(jìn)、成本控制和單進(jìn)水平的提升，故此，如何提高煤巷連續(xù)采煤機(jī)快速掘進(jìn)技術(shù)更值得去深入研究與探索。

1 影響煤巷快速掘進(jìn)的因素

1.1 巷道地質(zhì)條件對(duì)煤巷快速掘進(jìn)的影響

煤礦巷道生產(chǎn)掘進(jìn)過程中地質(zhì)構(gòu)造是首要影響因素，具體體現(xiàn)在煤巖硬度、圍巖節(jié)理、褶區(qū)構(gòu)造及劈里發(fā)育狀況、瓦斯量、頂板、底板穩(wěn)定性、涌水量標(biāo)準(zhǔn)等。我們煤礦坐落于陜西省神木縣境內(nèi)，屬低瓦斯礦井，開采煤系均屬侏羅紀(jì)延安組，開采的5-2煤煤層厚度普遍（6.45—7.29）m，平均厚度5.87m，厚度穩(wěn)定，屬厚煤層，變異性中等，結(jié)構(gòu)簡單，近水平，含夾矸兩層，巖性為粉砂巖或泥巖；煤層普氏硬度系數(shù)2.4，屬于中硬煤層；煤層頂板完整性好，直接頂以細(xì)砂巖為主，底板以粉砂巖為主；但煤層水文地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜，存在疑似采空積水區(qū)，采煤工作面地表受肯鐵令沖溝影響容易形成地表水下滲。因而，在采面順槽掘進(jìn)過程中，防治水尤為重要，影響連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)快速施工進(jìn)度。

1.2 掘進(jìn)機(jī)械設(shè)備對(duì)掘進(jìn)效率的影響

一些老礦井，仍然使用一些老舊設(shè)備，比如巷道掘進(jìn)采用炮掘或綜掘，頂板支護(hù)打錨桿仍使用風(fēng)鎬鉆眼，嚴(yán)重制約煤巷快速掘進(jìn)，我們引進(jìn)煤巷四臂錨桿鉆機(jī)、幫錨鉆機(jī)等先進(jìn)設(shè)備，避免因設(shè)備配置影響。

1.3 工藝工序銜接與施工管理對(duì)掘進(jìn)效率的影響

掘進(jìn)工作面工藝工序的組織的好壞，區(qū)隊(duì)管理人員業(yè)務(wù)素質(zhì)、工人的操作熟練程度，都直接影響小班掘進(jìn)進(jìn)度；而班組長則是現(xiàn)場小班安全生產(chǎn)的“第一道防線”，也是提高生產(chǎn)效率的直接指揮者，如果現(xiàn)場施工組織管理不善，工序銜接混亂，也會(huì)嚴(yán)重制約掘進(jìn)效率。

2 煤巷連續(xù)采煤機(jī)快速掘進(jìn)工藝內(nèi)容

連續(xù)采煤機(jī)是一種可以連續(xù)采掘煤炭的現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備，它是由連續(xù)采煤機(jī)、梭車、四臂錨桿鉆機(jī)、幫錨鉆機(jī)、皮帶機(jī)、轉(zhuǎn)載破碎機(jī)等組成的綜合性配套掘進(jìn)技術(shù)，它既可以作為單獨(dú)的采煤機(jī)房柱式采煤、回采邊角煤，又可以用來開掘以煤為基巖的巷道掘進(jìn)，形成一條效率高、相互配合、連續(xù)均衡生產(chǎn)的、完整的掘進(jìn)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)巷道掘進(jìn)、轉(zhuǎn)載、運(yùn)輸、支護(hù)機(jī)械化作業(yè)，從而提高掘進(jìn)速度和經(jīng)濟(jì)效益。近些年來隨著國內(nèi)采掘機(jī)械化制造業(yè)發(fā)展，國產(chǎn)連續(xù)采煤機(jī)機(jī)械也日臻成熟，已經(jīng)在我國許多大型煤礦普遍應(yīng)用；我們礦使用的進(jìn)口連續(xù)采煤機(jī)配套設(shè)備，用在5-2煤綜采工作面煤巷順槽雙巷掘進(jìn)或順槽單巷掘進(jìn)，具有速度快、用人少、效率高，配套簡單，安全可靠，使用方便的優(yōu)點(diǎn)。以15209連采機(jī)掘工作面為例，我們總結(jié)出了一套相對(duì)成熟的連采機(jī)雙巷快速掘進(jìn)方法。

2.1 掘進(jìn)施工工藝

交接班檢查→連采機(jī)落煤→梭車運(yùn)輸→退連采機(jī)調(diào)機(jī)→清理浮煤雜物→錨桿機(jī)支護(hù)→退錨桿機(jī)→連采機(jī)落煤。

首先，在激光指向儀的導(dǎo)向下，確定連采機(jī)的進(jìn)刀位置，進(jìn)刀位置選擇在巷道左側(cè)，沿激光指向儀的導(dǎo)向?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)的施工尺寸用連采機(jī)從頂板進(jìn)刀，掘進(jìn)10m退機(jī)，這一工序稱為切槽工序。然后，調(diào)整連采機(jī)到巷道另一側(cè)，并以激光指向儀的導(dǎo)向?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)，來確定位置，開始割剩余部分的煤，這一工序稱為采垛工序。

我們分析整個(gè)掘進(jìn)作業(yè)環(huán)節(jié)，在正常掘進(jìn)作業(yè)中，連采機(jī)完成落煤后，梭車空車盡可能及時(shí)運(yùn)行到連采機(jī)后方，連采機(jī)機(jī)尾必須擺布在梭車受料槽中間，連采機(jī)司機(jī)開啟連采機(jī)裝載機(jī)構(gòu)完成自動(dòng)裝煤，從而避免因掘進(jìn)煤無法外運(yùn)而影響掘進(jìn)效率，支護(hù)期間四臂錨桿機(jī)盡可能要與連采機(jī)保持平行、交叉作業(yè)，提高整個(gè)支護(hù)工作效率。

2.2 巷道支護(hù)方式

膠運(yùn)順槽、輔運(yùn)順槽支護(hù)方式；巷道掘進(jìn)寬度6m，掘進(jìn)高度4.5m，砼地坪300mm；頂板φ20x2200mm左旋螺紋鋼錨桿+塑料網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，兩幫采用φ20x1800mm圓鋼錨桿+塑料網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)?？棵褐鶐蛶筒恐ёo(hù)采用φ20x1800m圓鋼錨桿+8#菱形鐵絲網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，回采幫支護(hù)采用φ20x1800mm玻璃鋼錨桿支護(hù)。膠、輔運(yùn)順槽聯(lián)絡(luò)巷巷口頂板采用每個(gè)聯(lián)巷開口處加打兩根φ15.24x6300mm錨索支護(hù)方式，聯(lián)巷開口斜抹角處補(bǔ)打錨桿。

切眼支護(hù)方式：巷道掘進(jìn)寬度9m，掘進(jìn)高度4.2m，砼地坪200mm； （螺紋鋼錨桿+鋼筋梯子梁+錨索聯(lián)合支護(hù)）聯(lián)合支護(hù)方式，煤柱幫采用Φ16×1600mm圓鋼錨桿支護(hù)，靠采面回采幫錨采用Φ 16×1600mm玻璃鋼錨桿支護(hù)；切眼調(diào)車硐室頂板采用螺紋鋼錨桿支護(hù)，幫部不支護(hù)。

通過連續(xù)采煤機(jī)煤巷雙巷掘進(jìn)，與四臂錨桿鉆機(jī)、梭車配合，月平均進(jìn)尺1000m以上，月最高進(jìn)尺1520m。

3 提高煤巷快速掘進(jìn)工藝的措施

（1）支護(hù)工藝優(yōu)化：本著“安全、高效、優(yōu)化、經(jīng)濟(jì)實(shí)用”的原則，我們總結(jié)分析了以往連采工作面掘進(jìn)經(jīng)驗(yàn)資料，綜合考慮了以往5-2煤回采工作面日推進(jìn)度、設(shè)備列車所需最短長度、實(shí)驗(yàn)結(jié)果觀測總結(jié)、回采經(jīng)驗(yàn)、支護(hù)成本等因素，我們?cè)?5209掘進(jìn)工作面采取理論計(jì)算、工程類比方法，對(duì)從支護(hù)設(shè)計(jì)上進(jìn)行了優(yōu)化：1）膠運(yùn)順槽、輔運(yùn)順槽支護(hù)優(yōu)化：膠運(yùn)順槽頂板嘗試改用φ20x2200mm圓鋼錨桿與φ 20x2200mm左旋螺紋鋼錨桿，雖然單價(jià)差異不大，但從錨桿拉拔試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，螺紋鋼錨桿普遍高于圓鋼錨桿，故此頂板仍采用原支護(hù)方式即φ20x2200mm左旋螺紋鋼錨桿+8#菱形鐵絲網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)；靠煤柱幫支護(hù)由（φ20x1800mm圓鋼錨桿+8#菱形鐵絲網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)）調(diào)整為（Φ16×1600mm圓鋼錨桿+8#菱形鐵絲網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)），靠近回采支護(hù)由φ18x1800mm玻璃鋼錨桿支護(hù)調(diào)整為Φ16×1600mm玻璃鋼錨桿。順槽聯(lián)絡(luò)巷煤柱寬度20m（中-中）；順槽聯(lián)絡(luò)巷間距（中-中）調(diào)整為60m。2）切眼支護(hù)方式優(yōu)化：以往切眼頂板采用（螺紋鋼錨桿+W鋼帶+錨索）聯(lián)合支護(hù)，通過以往綜采工作面初采初放、初次來壓驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)切眼使用W鋼帶后不利于切眼初次垮落，造成初采步距加大、支架壓力增加，不利于安全管理。切眼頂板支護(hù)方式調(diào)整為（螺紋鋼錨桿+鋼筋梯子梁+錨索聯(lián)合支護(hù)）聯(lián)合支護(hù)方式，切眼調(diào)車硐室支護(hù)不變。優(yōu)化后支護(hù)操作更加便利、支護(hù)成本明顯降低、效果良好。

（2）優(yōu)化施工組織，多工種協(xié)同平行作業(yè)：在班組安排上，八點(diǎn)班、四點(diǎn)班檢修及掘進(jìn)，零點(diǎn)班支護(hù)；在班組崗位配置上，每小班配置班長1名、驗(yàn)收員1名、煤機(jī)司機(jī)1名、錨桿鉆機(jī)司機(jī)3名、梭車司機(jī)2

············名、破碎機(jī)司機(jī)1名、皮帶司機(jī)2名、跟班電鉗工2名、裝載機(jī)司機(jī)1名；在組織安排上，同一時(shí)間段可分區(qū)域分地點(diǎn)，多個(gè)工種在保障安全、不影響相互作業(yè)的前提下，四臂錨桿機(jī)應(yīng)與連續(xù)采煤機(jī)盡可能交叉、平行作業(yè)，加快支護(hù)速度，達(dá)到人-機(jī)-環(huán)綜合協(xié)調(diào)統(tǒng)一，掘進(jìn)效率明顯提高。

（3）加強(qiáng)擬掘區(qū)域煤層地質(zhì)勘探：通過地震法勘探和瞬變電磁法勘探和井下超前探、攔截巷攔截等驗(yàn)證，堅(jiān)持“有掘必探”，超前把握煤巷前方地質(zhì)結(jié)構(gòu)，避免透水事故的發(fā)生，保障掘進(jìn)安全。

（4）抓好連采機(jī)掘設(shè)備采購前配套選型：選購連采機(jī)掘設(shè)備前，要充分開展調(diào)研、論證，選用參數(shù)配套、性能優(yōu)良、穩(wěn)定可靠的連采機(jī)掘設(shè)備。

（5）抓好日常維護(hù)檢修、配件供應(yīng)和大修理管理：制定配套連采機(jī)掘設(shè)備維護(hù)、保養(yǎng)、維修制度，保證設(shè)備完好性，連采機(jī)掘設(shè)備接續(xù)正常。

（6）加強(qiáng)作業(yè)人員日常技能培訓(xùn)管理：在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與先進(jìn)設(shè)備的支撐下，管理人員及崗位操作工人業(yè)務(wù)素質(zhì)顯得尤為重要。企業(yè)要重視連采機(jī)掘管理人員、操作工人、維修人員的定期培訓(xùn)和日常技能提升培訓(xùn)，培養(yǎng)復(fù)合工種；同時(shí)企業(yè)可定期組織相關(guān)人員去相鄰現(xiàn)代化礦井參觀學(xué)習(xí)，尋找差距，彌補(bǔ)不足，交流學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和管理方法；企業(yè)可制訂相應(yīng)配套激勵(lì)政策及管理辦法，實(shí)施員工發(fā)展規(guī)劃、崗位技能鑒定、崗位創(chuàng)新、工器具創(chuàng)新激勵(lì)，促進(jìn)連采機(jī)掘各級(jí)管理人員、操作工人的綜合業(yè)務(wù)水平的提升，讓基層區(qū)隊(duì)人員適應(yīng)礦井總體發(fā)展新要求。

4 結(jié)語

“煤礦生產(chǎn)，安全第一；采掘接續(xù)，掘進(jìn)先行”。我們堅(jiān)信，只要各級(jí)管理人員都能夠深入思考，不斷分析研究存在問題與總結(jié)成功經(jīng)驗(yàn)，一定能夠探索出適應(yīng)于煤礦安全生產(chǎn)管理、提高單進(jìn)水平的好方法，促進(jìn)煤礦采掘接續(xù)正常、安全高效發(fā)展，達(dá)到人-機(jī)-環(huán)整體同步協(xié)調(diào)，綜合發(fā)展。

［1］榮振棟.煤巷快速掘進(jìn)有效途徑探析［J］.科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2010（05）.