劉欣

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國煤炭行業(yè)發(fā)展迅速。煤炭資源作為我國的基礎(chǔ)能源，其在國民生產(chǎn)中占有十分重要的地位，特別是近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，國內(nèi)很多重要行業(yè)都離不開煤炭資源，各行各業(yè)對(duì)煤炭資源的需求量不斷增大。而隨著各礦井已開采年限的增加，礦井可采煤炭資源量不斷減少，要想更好地滿足市場需求，這就對(duì)煤礦開采效能提出了更高的要求。

關(guān)鍵詞：煤礦巷道；掘進(jìn)工藝及裝備的發(fā)展

引言

煤炭由于其不可再生性，開發(fā)和利用得到了國家的高度關(guān)注。隨著新能源產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)煤炭行業(yè)的發(fā)展越發(fā)低迷，面臨這種社會(huì)情況，煤炭行業(yè)管理人員，需要進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率，降低投入成本，尤其是在巷道掘進(jìn)方面，要對(duì)先進(jìn)的工藝與設(shè)備，展開有效的應(yīng)用。

1 煤礦巷道掘進(jìn)工藝現(xiàn)狀

1.1前置支護(hù)掘進(jìn)工藝

在實(shí)際掘進(jìn)作業(yè)中，在掘進(jìn)迎頭時(shí)把永久支護(hù)頂板的操作完成，人們稱這種掘進(jìn)工藝為前置支護(hù)工藝。其采用的是掘一錨一以及掘一錨二的方式進(jìn)行的支護(hù)，該掘進(jìn)工藝雖然會(huì)耗費(fèi)部分掘進(jìn)時(shí)間，但有助于更好的保障礦井頂板安全。當(dāng)應(yīng)用該種工藝進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)時(shí)，省去了臨時(shí)支護(hù)作業(yè)。或只在進(jìn)行永久支護(hù)作業(yè)時(shí)，借助機(jī)載臨時(shí)支護(hù)設(shè)備來進(jìn)行簡單的臨時(shí)支護(hù)，這樣可大幅縮短掘進(jìn)耗，提高掘進(jìn)效率。在實(shí)際生產(chǎn)中該種掘進(jìn)工藝的主要掘進(jìn)流程為：先讓掘進(jìn)機(jī)實(shí)際掘進(jìn)一個(gè)或兩個(gè)錨桿排距，然后再讓掘進(jìn)機(jī)適當(dāng)后退甚至退出，采用錨桿鉆機(jī)實(shí)施錨桿支護(hù)，再讓錨桿鉆機(jī)退出，并讓掘進(jìn)機(jī)到迎頭中試著掘進(jìn)一個(gè)錨桿排距或兩個(gè)錨桿排距，這樣便順利完成了單個(gè)作業(yè)循環(huán)工序。應(yīng)用前置支護(hù)掘進(jìn)工藝進(jìn)行作業(yè)時(shí)，可及時(shí)支護(hù)掘出頂板，頂板管理效果較好，較適宜掘進(jìn)頂板破碎現(xiàn)象較嚴(yán)重以及頂板穩(wěn)定性相對(duì)較差的巷道。因掘進(jìn)施工與支護(hù)施工具有一定的互斥性，在巷道施工作業(yè)中，錨桿支護(hù)速度的快慢會(huì)嚴(yán)重影響掘進(jìn)效率的高低，而該掘進(jìn)工藝受掘進(jìn)迎頭空間的制約，實(shí)際掘進(jìn)效率不會(huì)很高。

1.2后置支護(hù)掘進(jìn)工藝

在進(jìn)行巷道掘進(jìn)施工作業(yè)時(shí)，相關(guān)作業(yè)人員應(yīng)依據(jù)實(shí)際情況對(duì)掘進(jìn)作業(yè)與支護(hù)作業(yè)進(jìn)行科學(xué)、合理的調(diào)整，且應(yīng)讓臨時(shí)支護(hù)作業(yè)與永久支護(hù)作業(yè)密切配合，當(dāng)需要提高掘進(jìn)效率時(shí)，通?？刹捎眠m當(dāng)犧牲部分作業(yè)空間來進(jìn)一步獲得掘進(jìn)時(shí)間的后置支護(hù)方式來實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)。在該循環(huán)作業(yè)中，人們通常是一邊進(jìn)行掘進(jìn)及裝運(yùn)清渣，一邊實(shí)施臨時(shí)支護(hù)作業(yè)與永久支護(hù)作業(yè)，二者可同時(shí)進(jìn)行，這樣可顯著提高掘進(jìn)效率，使巷道真正實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)。但在實(shí)際生產(chǎn)中，人們也發(fā)現(xiàn)當(dāng)應(yīng)用后置支護(hù)工藝來提高巷道掘進(jìn)效率時(shí)，也存在很多問題，具體如下：①所用的臨時(shí)支護(hù)支架組結(jié)構(gòu)較大，不僅會(huì)對(duì)掘進(jìn)機(jī)的順利調(diào)動(dòng)產(chǎn)生影響，而且也會(huì)使設(shè)備實(shí)際維護(hù)量大幅增加；②在工作面不斷向前推進(jìn)作業(yè)中，支架組需對(duì)頂板進(jìn)行反復(fù)支撐，易導(dǎo)致頂板發(fā)生破碎，增加了巷道頂板管理難度；③臨時(shí)支護(hù)實(shí)際支護(hù)強(qiáng)度通常不會(huì)很大，易造成頂板下沉，當(dāng)進(jìn)行永久支護(hù)時(shí)，易出現(xiàn)頂板離層現(xiàn)象；④后續(xù)用錨桿與錨索進(jìn)行支護(hù)作業(yè)時(shí)，其支護(hù)時(shí)間很難與實(shí)際掘進(jìn)速度完美匹配。當(dāng)采用后置支護(hù)工藝來進(jìn)行巷道掘進(jìn)作業(yè)時(shí)，因其支護(hù)強(qiáng)度偏低且需多次反復(fù)支撐，因此當(dāng)需支護(hù)的巷道頂板不是很穩(wěn)定時(shí)不宜采用該支護(hù)方式進(jìn)行支護(hù)；但當(dāng)待掘進(jìn)巷道頂板較完整、地質(zhì)條件較好時(shí)，采用該支護(hù)方式進(jìn)行支護(hù)作業(yè)會(huì)使巷道實(shí)際掘進(jìn)效率得到大幅提升。

2 煤礦巷道掘進(jìn)工藝裝備及發(fā)展趨勢

2.1交叉支護(hù)掘進(jìn)工藝裝備

經(jīng)長期應(yīng)用，人們發(fā)現(xiàn)后置支護(hù)工藝雖然實(shí)際掘進(jìn)效率相對(duì)較高，但對(duì)頂板的管理不是很有利，而前置支護(hù)掘進(jìn)工藝卻恰恰與其相反；采用后置支護(hù)工藝進(jìn)行掘進(jìn)可使掘進(jìn)速度實(shí)現(xiàn)最大化，但很難把頂板安全性統(tǒng)籌兼顧好。在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)中，為了使掘進(jìn)速度與支護(hù)速度實(shí)現(xiàn)科學(xué)、合理的匹配，人們研究出了一種交叉支護(hù)快速掘進(jìn)工藝，該工藝正逐步得到改進(jìn)與完善。采用交叉支護(hù)快掘工藝進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)，其主要用到的設(shè)備為雙錨掘進(jìn)機(jī)。對(duì)于錨桿機(jī)集成型式而言，其主要集成方式大致可分為機(jī)身外部集成、截割部集成以及機(jī)身內(nèi)部集成等。采用該工藝進(jìn)行作業(yè)時(shí)，掘進(jìn)機(jī)前置只用以實(shí)施必要的永久支護(hù)，用后置錨護(hù)設(shè)備來完成余下的錨桿與錨索支護(hù)作業(yè)，在此過程中同時(shí)開展掘進(jìn)作業(yè)，可借助延長掘進(jìn)作業(yè)時(shí)間來提升實(shí)際掘進(jìn)效率。該掘進(jìn)工藝的具體作業(yè)流程為：先讓掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)一個(gè)錨桿排距或兩個(gè)錨桿排距，再進(jìn)行排渣并適當(dāng)清理底板，然后讓機(jī)載臨時(shí)防護(hù)裝置展開將頂板護(hù)住，再讓機(jī)載錨桿機(jī)適當(dāng)伸出，實(shí)施錨桿支護(hù)，再收回機(jī)載錨桿機(jī)，掘進(jìn)機(jī)再掘進(jìn)一個(gè)錨桿排距或兩個(gè)錨桿排距，與此同時(shí)讓后排進(jìn)行錨桿及錨索的補(bǔ)打作業(yè)。但交叉支護(hù)掘進(jìn)工藝也存在以下不足：①機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置較難設(shè)計(jì)，若其設(shè)計(jì)不科學(xué)、不合理，可能會(huì)對(duì)司機(jī)的實(shí)際截割視線造成嚴(yán)重影響；②布設(shè)機(jī)載錨桿鉆機(jī)后，會(huì)使掘進(jìn)機(jī)的寬度增寬、高度增大，會(huì)影響掘進(jìn)機(jī)整機(jī)的實(shí)際適應(yīng)性，降低其適應(yīng)能力；③受錨桿機(jī)自身具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的限制，當(dāng)實(shí)施錨護(hù)施工時(shí)，在某種程度上會(huì)增大操作難度。

2.2礦井水?dāng)U容改造項(xiàng)目改造

礦井水?dāng)U容改造項(xiàng)目改造完成后，每年可以減少礦井水排放量，減少能耗，環(huán)境效益提升，掘進(jìn)的效率提高。交叉支護(hù)工藝的核心是雙錨掘進(jìn)機(jī)，錨桿機(jī)集成型式比較多樣，在操作過程中，工作人員通過技術(shù)改造提升掘進(jìn)作業(yè)的時(shí)間，來促進(jìn)掘進(jìn)的效率。這方面的工藝流程可以設(shè)定為掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)1-2個(gè)錨桿排距的時(shí)候，排渣清理底板，機(jī)載臨時(shí)防護(hù)系統(tǒng)護(hù)住頂板，機(jī)載錨桿機(jī)伸出，進(jìn)行相應(yīng)的錨桿支護(hù)，機(jī)載錨桿機(jī)收回，掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)1-2個(gè)錨桿排距，后排補(bǔ)打錨桿和錨索。在煤礦未來的發(fā)展中，需要加大快速掘進(jìn)裝備和工藝的設(shè)備更新，提高效率。其內(nèi)容為：第一，要優(yōu)化機(jī)載錨桿鉆機(jī)的布置結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)巷道的適應(yīng)性，這樣工作人員的操作能夠更為便捷；第二，對(duì)于后部，可以配置機(jī)載錨桿鉆機(jī)，提升支護(hù)的整體速度，降低工人的工作壓力；第三，對(duì)于掘錨一體式掘進(jìn)機(jī)的結(jié)構(gòu)，要盡量降低成本，適應(yīng)市場環(huán)境的發(fā)展；第四，需要優(yōu)化臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)，提升掘進(jìn)速度的效率。

2.3交叉支護(hù)掘進(jìn)裝備未來發(fā)展趨勢

通過讓交叉支護(hù)掘進(jìn)工藝與雙錨掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行科學(xué)、合理的配合，這樣不僅可把掘進(jìn)效率與頂板管理二者都估計(jì)到，而且對(duì)作業(yè)施工條件要求不是很高，與單純的只采用后置支護(hù)工藝或前置支護(hù)工藝相比，屬于一種最佳的掘進(jìn)工藝?；谠摲N快速掘進(jìn)裝備與工藝，認(rèn)為其未來應(yīng)重點(diǎn)朝以下方向發(fā)展：1）對(duì)機(jī)載錨桿鉆機(jī)實(shí)際布設(shè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)、合理的優(yōu)化，同時(shí)進(jìn)一步提高其對(duì)巷道適應(yīng)性與實(shí)際操作的方便性。2）為提高后續(xù)支護(hù)速度，同時(shí)顯著減輕工人作業(yè)強(qiáng)度，可在系統(tǒng)后部裝設(shè)機(jī)載錨桿鉆機(jī)與運(yùn)錨機(jī)。3）對(duì)掘錨一體式掘進(jìn)機(jī)其具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)、合理的優(yōu)化，以進(jìn)一步降低設(shè)備生產(chǎn)成本，同時(shí)增強(qiáng)其工作適應(yīng)性。4）對(duì)臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，讓實(shí)際掘進(jìn)時(shí)間盡量長，以提升掘進(jìn)效率。

結(jié)語

總之，在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)中要想顯著提高礦井巷道掘進(jìn)效率，相關(guān)施工人員必須從本礦井的實(shí)際情況出發(fā)，制定出適合自身掘進(jìn)施工的掘進(jìn)工藝，并應(yīng)對(duì)掘進(jìn)時(shí)間與支護(hù)時(shí)間進(jìn)行科學(xué)、合理的分配，這樣才能最大限度地提高掘進(jìn)效率，使礦井巷道實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)，進(jìn)而為企業(yè)創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益。

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