王宗珊

摘要：煤巷智能快速掘進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了全斷面快速掘進(jìn)、巷道掘破支運(yùn)平行作業(yè)、信息聯(lián)動(dòng)控制，代表了目前快速掘進(jìn)系統(tǒng)在機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化領(lǐng)域的最高水平。煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)可以有效提高煤礦開采效率，實(shí)現(xiàn)礦井采掘銜接，保障礦井高產(chǎn)高效生產(chǎn)，因此必須引起高度重視，才能確保礦井可持續(xù)健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：煤巷;高效快速;掘進(jìn)技術(shù)

1煤巷高效快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)問題探討

煤巷快速掘進(jìn)所面對的主要矛盾與所處的煤炭賦存條件、機(jī)械裝備、配套設(shè)備以及巷道斷面、預(yù)期進(jìn)尺等多重因素關(guān)聯(lián)，因此煤巷快速掘進(jìn)采用的模式和需要研究的問題就不盡相同。

1.1掘進(jìn)與支護(hù)速度

掘進(jìn)速度慢的主要原因在于掘、支不平衡，工作面掘進(jìn)機(jī)割煤時(shí)間通常占17%～34%，而打錨桿支護(hù)時(shí)間需占50%～67%，掘進(jìn)快而支護(hù)慢。這種傾向隨著掘進(jìn)機(jī)截割功率不斷增大，推進(jìn)能力不斷增強(qiáng)，矛盾就越顯突出。為了緩解這個(gè)矛盾，各個(gè)快速掘進(jìn)項(xiàng)目，在頂板條件允許的情況下，都將空頂距拉大，盡量使掘進(jìn)和支護(hù)均擁有互不干擾的作業(yè)空間，做到平行作業(yè)。這個(gè)現(xiàn)象在上述實(shí)例中有很多。目前，主要解決辦法是創(chuàng)造條件，使掘進(jìn)工作面頂板滿足拉大空頂距的條件，盡量在隨后的場地完成剩余支護(hù)工作。這樣僅解決了一部分條件較好工作面的問題，不能在大范圍內(nèi)推廣。掘快支慢的矛盾，也應(yīng)該使掘進(jìn)能力與錨桿支護(hù)能力平衡配置，適當(dāng)降低掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)能力，為支護(hù)設(shè)備的運(yùn)行留出空間和時(shí)間。以掘進(jìn)機(jī)不橫向移機(jī)截割1個(gè)斷面的時(shí)間，略微小于錨桿機(jī)具支護(hù)1個(gè)斷面的時(shí)間為配置平衡較為合理。這樣可以使掘進(jìn)系統(tǒng)所有設(shè)備，特別是掘進(jìn)機(jī)與錨桿機(jī)均能發(fā)揮最大能力，而不是僅單獨(dú)提升進(jìn)尺指標(biāo)。

1.2錨桿支護(hù)機(jī)具自動(dòng)化

目前，巷道支護(hù)是制約快速掘進(jìn)的主要因素。在掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)功率不斷擴(kuò)大，截割1個(gè)斷面所需時(shí)間不斷縮短的情況下，通過增加錨桿機(jī)的鉆臂數(shù)量，提高錨桿操作及其輔助人員在掘進(jìn)隊(duì)所占比例，也很難從根本上解決巷道支護(hù)慢等問題。如果將機(jī)載錨桿臂實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，研制打錨桿機(jī)器人，將大幅提高各機(jī)載錨桿機(jī)，特別是掘進(jìn)（錨）機(jī)機(jī)載錨桿機(jī)的運(yùn)行概率，減少人的參與程度甚至減少作業(yè)人員。為最終實(shí)現(xiàn)多臂錨桿機(jī)自動(dòng)化打錨桿和鋪網(wǎng)工作，提高掘進(jìn)系統(tǒng)的自動(dòng)化水平打好機(jī)械技術(shù)基礎(chǔ)。

1.3分布式錨桿支護(hù)機(jī)具

機(jī)載多臂錨桿機(jī)大部分是仿照進(jìn)口錨桿機(jī)設(shè)計(jì)的，原來的主要用途是發(fā)揮調(diào)動(dòng)靈活、作業(yè)機(jī)動(dòng)的特點(diǎn)，配合連續(xù)采煤機(jī)在多巷掘進(jìn)中進(jìn)行錨桿支護(hù)作業(yè)。目前，八臂錨桿機(jī)體量大，能力強(qiáng)。但是，這樣的布置方式占用了巷道大部分?jǐn)嗝?，影響了輔料運(yùn)輸通道布置。如果將機(jī)載錨桿臂按照快速掘進(jìn)整體需求在巷道內(nèi)分散布置在不同的機(jī)械上，將會(huì)解決快速掘進(jìn)系統(tǒng)整體布置方面的輔料運(yùn)輸通道布置問題，也可增加錨桿鉆機(jī)同時(shí)開機(jī)的概率。

1.4掘進(jìn)工作面部分支護(hù)

掘進(jìn)支護(hù)原指在新掘斷面的裸露頂板及時(shí)完整采取措施管理頂板的工序。隨著快速掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，根據(jù)頂板條件適度局部支護(hù)，實(shí)現(xiàn)安全管理。但是，此做法在一定程度上具有一些法規(guī)或程序缺陷。通常，新裸露頂板及時(shí)完成錨桿支護(hù)對保護(hù)頂板的完整和安全是最有效的。但是，在頂板條件好的前提下，在掘進(jìn)工作面僅打部分錨桿，既能保護(hù)頂板的完整和安全，又能加快掘進(jìn)速度，滿足礦井生產(chǎn)需求。

1.5輔助作業(yè)機(jī)械化

通風(fēng)、供電、供水、除塵、輔助運(yùn)輸、帶式輸送機(jī)延伸等保障作業(yè)是巷道掘進(jìn)過程中必須完成的作業(yè)環(huán)節(jié)。保障作業(yè)由人工加簡單的機(jī)械輔助完成，且作業(yè)時(shí)間和作業(yè)質(zhì)量很難保證，是阻礙掘進(jìn)工作面進(jìn)一步提高功效的重要因素之一。各快速掘進(jìn)項(xiàng)目，除需努力解決掘進(jìn)與支護(hù)的矛盾外，還需解決掘進(jìn)和輔助工序的矛盾。如果這一矛盾解決了，快速掘進(jìn)的實(shí)際推進(jìn)作業(yè)時(shí)間將由目前通常的2班擴(kuò)展到2班半，甚至全天。目前，輔助作業(yè)時(shí)間約為1個(gè)班，占全天的1/3，其中移輸送帶、拉水管、盤（掛）電纜、扛錨桿、掛風(fēng)筒等重體力勞動(dòng)，既耽誤時(shí)間，用人又多，效率低下。因此，應(yīng)考慮將盤放掛電纜、水管、風(fēng)筒等輔助工序?qū)崿F(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)與輔助工序的平行作業(yè)。例如，將一段距離內(nèi)需要延伸的動(dòng)力電纜在井上卷到卷電纜裝置上，運(yùn)輸?shù)焦ぷ髅婧髮㈦娎|卷整體安放在使用位置，隨著推進(jìn)作業(yè)電纜緩慢放出。以此類推，其他需要每天或1個(gè)大循環(huán)重復(fù)作業(yè)的輔助工序，均應(yīng)該納入機(jī)械化作業(yè)的規(guī)劃中，并在快速掘進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)完成。

1.6動(dòng)力控制聯(lián)合設(shè)計(jì)

掘進(jìn)工作面各裝備中，一般均具有獨(dú)立的電氣控制箱、操作臺(tái)（含電氣和液壓）、各類機(jī)電液保護(hù)、簡單的檢測系統(tǒng)和故障診斷，司機(jī)在駕駛臺(tái)全面掌控操作掘進(jìn)機(jī)正常運(yùn)行。其他裝備的機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化程度均很低，絕大部分作業(yè)均是自成體系，單機(jī)操控。實(shí)施快速掘進(jìn)后，掘進(jìn)工作面到后續(xù)巷道內(nèi)布置了很多設(shè)備，隨著各種工序不斷實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，控制、操作也越來越復(fù)雜、多樣。巷道內(nèi)所有設(shè)備的配電、控制、操作以及泵站、通信、監(jiān)控等如能分散在各個(gè)設(shè)備上，按照適當(dāng)集中、合理分布的原則，在快速掘進(jìn)系統(tǒng)裝備設(shè)計(jì)中，統(tǒng)一安排、集中設(shè)計(jì)、合理布置、方便操作，將能夠在空間布置、動(dòng)力源分配等方面更加合理。同時(shí)也為機(jī)械化掘進(jìn)工作面的整體自動(dòng)化、信息化打下基礎(chǔ)。

2提高煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)水平的具體措施

2.1提高掘進(jìn)人員的綜合素質(zhì)

掘進(jìn)人員的綜合素質(zhì)對煤巷快速掘進(jìn)的技術(shù)水平具有直接影響，因此煤礦企業(yè)需要采取相應(yīng)的措施來提高人員的綜合素質(zhì)。首先，應(yīng)該提高人員的錄入門檻，可以高薪聘請一些具有豐富經(jīng)驗(yàn)以及專業(yè)院校畢業(yè)的人才，這些人才的理論知識(shí)豐厚，可以在短時(shí)間內(nèi)滿足崗位需求。其次，需要做好在職人員的專業(yè)技能培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容主要以快速掘進(jìn)技術(shù)、快速掘進(jìn)流程等為主，使得工作人員樹立相應(yīng)的責(zé)任意識(shí)。在開展煤巷快速掘進(jìn)作業(yè)之前，可以進(jìn)行實(shí)地勘測，選擇一些條件較好的煤層進(jìn)行開采，在培訓(xùn)結(jié)束后，企業(yè)內(nèi)部也需要構(gòu)建相應(yīng)的考核機(jī)制對培訓(xùn)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，并在考核機(jī)制中結(jié)合相應(yīng)的獎(jiǎng)懲措施。例如，對一些表現(xiàn)優(yōu)異的工作人員進(jìn)行物質(zhì)與精神激勵(lì)，如薪資補(bǔ)貼、額外假期等;對一些表現(xiàn)較差的工作人員不僅要進(jìn)行批評教育，還要安排其重新培訓(xùn)。

2.2健全現(xiàn)場管理制度

為了確?，F(xiàn)場快速掘進(jìn)流程的規(guī)范性，需要健全現(xiàn)場管理制度、落實(shí)責(zé)任到人的制度，對掘進(jìn)、支護(hù)、運(yùn)輸?shù)裙ぷ魅藛T進(jìn)行統(tǒng)一的指揮與管理，避免崗位交叉、崗位缺失等現(xiàn)象的發(fā)生。對此，需要針對各個(gè)崗位以及煤礦生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的權(quán)利、責(zé)任，將權(quán)責(zé)落實(shí)到個(gè)人，同時(shí)構(gòu)建相應(yīng)的問責(zé)制度、績效考核制度，以此來約束工作人員的行為，激發(fā)其主觀能動(dòng)性。

2.3科學(xué)地選擇掘進(jìn)設(shè)備

在煤巷快速掘進(jìn)中，需要掘進(jìn)機(jī)等設(shè)備作為支撐，其性能與掘進(jìn)效率息息相關(guān)，由于煤巷施工條件以及作業(yè)環(huán)境較為惡劣，所以需要對掘進(jìn)設(shè)備的性能進(jìn)行層層把關(guān)，確保掘進(jìn)設(shè)備的先進(jìn)性。具體煤礦企業(yè)引進(jìn)設(shè)備時(shí)，需要秉承先進(jìn)性、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性的原則，選擇高質(zhì)低價(jià)的掘進(jìn)設(shè)備;在設(shè)備投入使用之前，需要對其進(jìn)行質(zhì)檢，確保設(shè)備性能與掘進(jìn)需求相符;提高設(shè)備的綜合配套能力，這主要是由于在煤巷快速掘進(jìn)的過程中，涉及到許多的配套環(huán)節(jié)，重視設(shè)備的配套能力，可以有效提高煤巷快速掘進(jìn)的速度。

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（作者單位：河南大有能源股份有限公司新安煤礦）