郑州煤电股份有限公司超化煤矿，河南新密452385
摘要：现阶段我国社会经济发展进程向前推进的速度较为稳定，提升煤矿巷道快速掘进技术是煤矿生产领域当中一个热点性研究内容。采掘协调一直是煤炭生产过程中关注的重要问题，特别是采煤综合自动化、信息化发展以来，采煤工作面推进速度不断加快，同时也要求为准备采煤工作面服务的煤巷掘进速度大幅提高。在煤层中开挖巷道时，考虑到煤体与岩体物理力学参数的差异性，在煤层中掘进巷道时，随着巷道断面的逐渐加大、采深不断加深以及服务年限的延长，使得巷道的受力状态逐渐地变得复杂，给巷道的开掘和支护带来了新的问题。
关键词：煤巷快速掘进系统；发展趋势技术；
巷道掘进所需要的机械装备除悬臂式掘进机、连续采煤机、掘锚机组等主要掘进工作机械以外，还需要巷道支护、运输、破碎等作业机械，以及通风、供电、供水、除尘等保障作业系统等。本文分析了煤巷快速掘进系统的发展趋势与关键技术。与此同时，国有重点煤矿掘进装载机械化程度达87．38%。但是，掘进作业的机械化、自动化、信息化程度，巷道掘进速度以及掘进功效等指标，远达不到安全高效矿井管理的需求。
一、煤巷快速掘进系统的发展趋势
1.优化支护工艺，加强劳动组织。快速掘进在某种意义上是管理水平的体现，在掘进速度达到一定程度时，首先会出现掘进和支护的矛盾。因此，在如何提高掘进和支护的平行作业，提高全体人员的平行作业，提高掘进生产和设备维护水平，后勤保障的平行作业是关键。1)余吾煤业有限公司在高瓦斯条件下，提出了改变顶板临时支护和优化掘进施工工艺等措施，同时利用工程现场管理知识对工序进行标准时间优化，提高了煤巷掘进速度。2)在掘进工作面、距离掘进工作面20～30m处和此后10m处进行支护，完成煤矿井下大断面岩巷快速掘进。3)大力实施掘进机械化作业、劳动组织优化等举措，针对顶板破碎、底鼓等困难，积极探索拱形断面施工，优化断面结构，改善了巷道受力状况，提升了煤巷快速掘进效率。4)拉开距离，掘支平行。皖北煤电集团恒源矿综掘区紧抓平行作业，确保施工巷道24h均在正常进尺或修整。根据顶板稳定情况调整控顶距，循环进尺由1.8m变为2.7m。
2.提高炮掘进尺。如何有效提高炮掘进尺是实现高产高效矿井一项值得重视和研究的技术，具有进一步推广的价值。一是加强炮掘机械化。要在主要的施工工序上实现机械化，达到安全、快速、高效、低耗的掘进效果，比如：凿岩机若干台，扒装机一台，刮板运输机若干台，胶带运输机若干台，锚杆钻机若干台。可根据实际情况对炮掘机械化配套。二是加强爆破工艺。由于煤软易于爆破，我们要特别重视爆破方案与效果的研究，现场跟踪爆破效果，尽量不浪费物资和做不必要的运煤。还应当采取保边爆破，控制好周边眼的爆破，尽量保证一次成巷，使用毫秒雷管一次放炮。这样就可以在钻眼爆破这个环节上节省时间,提高效率。
3.提高综掘进尺。一是提高综掘设备的引进。今后向着扩大综掘机适用范围，增加切割能力，提高工作稳定性，发展自动控制、提高元部件的可靠性，发展掘锚联合掘进机等方面进行引进。选好了综掘机也就为提高掘进进尺打下了雄厚的物质基础，为完成掘进任务做好了准备。二是提高劳动组织。综掘作业在劳动组织上，要协调好切割与支护的时间，可根据地质实际情况进行调节，运料是综掘作业线一个重要环节，因距离远，运料困难，可根据情况改造皮带运料，或在作业工序上，运用检修，和交接班时运送物料，提高效率。
二、关键技术
1.煤巷综合机械化掘进技术。该技术依靠悬臂式掘进机作为掘进的最关键设备，配合支护系统、运输系统完成巷道的掘进工作。机载锚杆钻机负责巷道的初步掘进，在其完成巷道岩层的掘进之后，由悬臂式掘进机进行煤岩的破碎及落煤，桥式转载机将采掘到的煤炭输送至输送机上，输送机一般选择可伸缩带式输送机，因为其行走性能较好，由此完成掘进工作。这是我国煤企使用最为广泛的掘进方式。一是半煤岩巷高效掘进技术。目前我国煤矿巷道的掘进工作中，有１／５的掘进作业是在半煤岩巷道中进行的，这些机型的使用量占到半煤岩巷机械使用总数的近八成。二是全岩巷高效掘进技术。对于大断面全岩巷的掘进工艺，主要依靠重型悬臂式掘进机。对于这种重型机械的研究，世界上最先进的国家有德国、奥地利、英国等，他们所研制生产的重型掘进机为其他许多国家提供了很多技术参考。
2.大断面煤巷下连续采煤机的高效掘进技术。对于大断面煤巷的掘进工作，目前应用最广的是连续采煤机的快速掘进工艺。连续采煤机是当下提高煤巷综掘能力的主要设备，它可以独立完成煤炭的采掘、装载以及自身行走，并且在掘进时和支护共同作业，平行推进，效率相比其他掘进方式有了很大提高。在巷道中进行掘进工作时，钻车和采煤机相互交错作业，当采煤机进行煤炭的采掘和装运工作时，钻车在回风巷道进行巷道顶板的支护；在采煤机的一次采掘工作完成后，钻车将与其互换位置，以实现两者的平行作业。两者在互相交错时，需要在多条煤巷之间间隔５０ｍ处开拓连接巷道，以此保证两者位置互换时的连贯性。此技术对煤岩的要求相当苛刻，并且只适用于多条巷道的掘进。
3.掘锚机组一体化掘进技术。一是对以连续采煤机为基础的掘锚机组来说，它实现了掘锚的同时工作，即煤炭的截割和顶板的支护基本是同时进行的，截割部和输送部先向前移动，同时，锚杆机向顶板打眼进行锚杆的安装完成支护工作；在这种机组的作业过程中，先进行掘进作业，待留出一定空间后，锚杆钻机进行支护。二是悬臂式掘进机机载锚杆钻机掘进工艺是由我国主导研发的，由于传统工艺在巷道掘进作业进行时，掘进作业与支护作业之间无法实现顺畅的相互促进，特别是在锚杆支护得到普遍应用之后，支护作业相比于掘进作业的比重大幅增加，大大激化了两者之间的冲突。因此，为解决这一冲突，国内研究人员在多次试验之后，由于锚杆钻机配置工艺的复杂性和局限性，该工艺还有很大的改进空间。
4.悬臂式掘进机机载锚杆钻机掘进工艺措施是我国自主研发出来的一项技术措施，以往传统型工艺措施在巷道掘进作业进行的过程中，掘进作业是没有办法和支护作业之间实现相互促进这一个目标，尤其是在锚杆支护技术措施得到较为广泛的应用之后，相较于掘进作业来说，支护作业占比得到了大幅度的提升，因此让二者之间的矛盾变得更加尖锐起来，为了可以让这个问题得到有效的解决，我国学术领域中的相关研究人员在实际工作的过程中，研发出来了AM-50信号机载钻机，但是因为锚杆钻机配置工艺措施本身具有一定的复杂性和局限性，因此这一项工艺措施仍然有一定的提升空间。相比于国外其他发达国家，我国在快掘工艺的改进方面还有很长的路要走。
从现实情况可以看出，国内自主研制的掘进机其可靠性、实用性和作业能力还比不上国外的产品。总而言之，相较于世界范围之内各个经济发展水平比较高的国家来说，我国在快速掘进工艺措施领域当中的改进空间非常大，依据现阶段我国实际情况来说，国内自主研发出来的掘进机械设备具有一定的安全性、稳定性及可靠性，但是从整体的层面上进行分析仍然和国外产品之间有一定的差距，国产煤机装备在关键技术措施上仍然需要对外进口，难以达到完全的自主，因此需要使用到数量众多的时间和精力，以便于可以找寻到有效性比较强的措施，让未来一段时间当中我国煤巷快速掘进系统的情况得到改善。
参考文献：
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