煤巷连续采煤机快速掘进技术研究与探索

郑凯

（陕煤集团神木红柳林矿业有限公司，陕西榆林 719300）

煤巷连续采煤机快速掘进技术研究与探索

郑凯

（陕煤集团神木红柳林矿业有限公司，陕西榆林 719300）

随着煤炭行业的发展，大型生产矿井正在朝着高产高效、智能化、集约化、自动化、绿色开采方向发展。本文结合所在煤矿地质现状，通过对影响煤巷连续采煤机快速掘进的因素分析，简单介绍了煤巷连续采煤机快速掘进工艺，提出改进措施，总结出了一套连续采煤机双巷快速掘进方法，对大型现代化矿井煤巷应用连续采煤机快速掘进具有一定的借鉴意义。

煤巷 连续采煤机 快速掘进 措施

2011年以来，我们矿井在借鉴神东公司连续采煤机配套掘进工艺的基础上，采购进口连续采煤机配套国产四臂锚杆钻机、梭车、皮带机、装载机等掘进机械，在5-2煤层采煤工作面顺槽掘进工作面得以成功应用；5年来我们也在不断探索和分析连采机掘工艺的改进、成本控制和单进水平的提升，故此，如何提高煤巷连续采煤机快速掘进技术更值得去深入研究与探索。

1 影响煤巷快速掘进的因素

1.1 巷道地质条件对煤巷快速掘进的影响

煤矿巷道生产掘进过程中地质构造是首要影响因素，具体体现在煤岩硬度、围岩节理、褶区构造及劈里发育状况、瓦斯量、顶板、底板稳定性、涌水量标准等。我们煤矿坐落于陕西省神木县境内，属低瓦斯矿井，开采煤系均属侏罗纪延安组，开采的5-2煤煤层厚度普遍（6.45—7.29）m，平均厚度5.87m，厚度稳定，属厚煤层，变异性中等，结构简单，近水平，含夹矸两层，岩性为粉砂岩或泥岩；煤层普氏硬度系数2.4，属于中硬煤层；煤层顶板完整性好，直接顶以细砂岩为主，底板以粉砂岩为主；但煤层水文地质条件相对复杂，存在疑似采空积水区，采煤工作面地表受肯铁令冲沟影响容易形成地表水下渗。因而，在采面顺槽掘进过程中，防治水尤为重要，影响连续采煤机掘进快速施工进度。

1.2 掘进机械设备对掘进效率的影响

一些老矿井，仍然使用一些老旧设备，比如巷道掘进采用炮掘或综掘，顶板支护打锚杆仍使用风镐钻眼，严重制约煤巷快速掘进，我们引进煤巷四臂锚杆钻机、帮锚钻机等先进设备，避免因设备配置影响。

1.3 工艺工序衔接与施工管理对掘进效率的影响

掘进工作面工艺工序的组织的好坏，区队管理人员业务素质、工人的操作熟练程度，都直接影响小班掘进进度；而班组长则是现场小班安全生产的“第一道防线”，也是提高生产效率的直接指挥者，如果现场施工组织管理不善，工序衔接混乱，也会严重制约掘进效率。

2 煤巷连续采煤机快速掘进工艺内容

连续采煤机是一种可以连续采掘煤炭的现代化机械设备，它是由连续采煤机、梭车、四臂锚杆钻机、帮锚钻机、皮带机、转载破碎机等组成的综合性配套掘进技术，它既可以作为单独的采煤机房柱式采煤、回采边角煤，又可以用来开掘以煤为基岩的巷道掘进，形成一条效率高、相互配合、连续均衡生产的、完整的掘进系统，可以实现巷道掘进、转载、运输、支护机械化作业，从而提高掘进速度和经济效益。近些年来随着国内采掘机械化制造业发展，国产连续采煤机机械也日臻成熟，已经在我国许多大型煤矿普遍应用；我们矿使用的进口连续采煤机配套设备，用在5-2煤综采工作面煤巷顺槽双巷掘进或顺槽单巷掘进，具有速度快、用人少、效率高，配套简单，安全可靠，使用方便的优点。以15209连采机掘工作面为例，我们总结出了一套相对成熟的连采机双巷快速掘进方法。

2.1 掘进施工工艺

交接班检查→连采机落煤→梭车运输→退连采机调机→清理浮煤杂物→锚杆机支护→退锚杆机→连采机落煤。

首先，在激光指向仪的导向下，确定连采机的进刀位置，进刀位置选择在巷道左侧，沿激光指向仪的导向为标准的施工尺寸用连采机从顶板进刀，掘进10m退机，这一工序称为切槽工序。然后，调整连采机到巷道另一侧，并以激光指向仪的导向为标准，来确定位置，开始割剩余部分的煤，这一工序称为采垛工序。

我们分析整个掘进作业环节，在正常掘进作业中，连采机完成落煤后，梭车空车尽可能及时运行到连采机后方，连采机机尾必须摆布在梭车受料槽中间，连采机司机开启连采机装载机构完成自动装煤，从而避免因掘进煤无法外运而影响掘进效率，支护期间四臂锚杆机尽可能要与连采机保持平行、交叉作业，提高整个支护工作效率。

2.2 巷道支护方式

胶运顺槽、辅运顺槽支护方式；巷道掘进宽度6m，掘进高度4.5m，砼地坪300mm；顶板φ20x2200mm左旋螺纹钢锚杆+塑料网联合支护，两帮采用φ20x1800mm圆钢锚杆+塑料网联合支护。靠煤柱帮帮部支护采用φ20x1800m圆钢锚杆+8#菱形铁丝网联合支护，回采帮支护采用φ20x1800mm玻璃钢锚杆支护。胶、辅运顺槽联络巷巷口顶板采用每个联巷开口处加打两根φ15.24x6300mm锚索支护方式，联巷开口斜抹角处补打锚杆。

切眼支护方式：巷道掘进宽度9m，掘进高度4.2m，砼地坪200mm； （螺纹钢锚杆+钢筋梯子梁+锚索联合支护）联合支护方式，煤柱帮采用Φ16×1600mm圆钢锚杆支护，靠采面回采帮锚采用Φ 16×1600mm玻璃钢锚杆支护；切眼调车硐室顶板采用螺纹钢锚杆支护，帮部不支护。

通过连续采煤机煤巷双巷掘进，与四臂锚杆钻机、梭车配合，月平均进尺1000m以上，月最高进尺1520m。

3 提高煤巷快速掘进工艺的措施

（1）支护工艺优化：本着“安全、高效、优化、经济实用”的原则，我们总结分析了以往连采工作面掘进经验资料，综合考虑了以往5-2煤回采工作面日推进度、设备列车所需最短长度、实验结果观测总结、回采经验、支护成本等因素，我们在15209掘进工作面采取理论计算、工程类比方法，对从支护设计上进行了优化：1）胶运顺槽、辅运顺槽支护优化：胶运顺槽顶板尝试改用φ20x2200mm圆钢锚杆与φ 20x2200mm左旋螺纹钢锚杆，虽然单价差异不大，但从锚杆拉拔试验数据显示，螺纹钢锚杆普遍高于圆钢锚杆，故此顶板仍采用原支护方式即φ20x2200mm左旋螺纹钢锚杆+8#菱形铁丝网联合支护；靠煤柱帮支护由（φ20x1800mm圆钢锚杆+8#菱形铁丝网联合支护）调整为（Φ16×1600mm圆钢锚杆+8#菱形铁丝网联合支护），靠近回采支护由φ18x1800mm玻璃钢锚杆支护调整为Φ16×1600mm玻璃钢锚杆。顺槽联络巷煤柱宽度20m（中-中）；顺槽联络巷间距（中-中）调整为60m。2）切眼支护方式优化：以往切眼顶板采用（螺纹钢锚杆+W钢带+锚索）联合支护，通过以往综采工作面初采初放、初次来压验证，发现切眼使用W钢带后不利于切眼初次垮落，造成初采步距加大、支架压力增加，不利于安全管理。切眼顶板支护方式调整为（螺纹钢锚杆+钢筋梯子梁+锚索联合支护）联合支护方式，切眼调车硐室支护不变。优化后支护操作更加便利、支护成本明显降低、效果良好。

（2）优化施工组织，多工种协同平行作业：在班组安排上，八点班、四点班检修及掘进，零点班支护；在班组岗位配置上，每小班配置班长1名、验收员1名、煤机司机1名、锚杆钻机司机3名、梭车司机2

············名、破碎机司机1名、皮带司机2名、跟班电钳工2名、装载机司机1名；在组织安排上，同一时间段可分区域分地点，多个工种在保障安全、不影响相互作业的前提下，四臂锚杆机应与连续采煤机尽可能交叉、平行作业，加快支护速度，达到人-机-环综合协调统一，掘进效率明显提高。

（3）加强拟掘区域煤层地质勘探：通过地震法勘探和瞬变电磁法勘探和井下超前探、拦截巷拦截等验证，坚持“有掘必探”，超前把握煤巷前方地质结构，避免透水事故的发生，保障掘进安全。

（4）抓好连采机掘设备采购前配套选型：选购连采机掘设备前，要充分开展调研、论证，选用参数配套、性能优良、稳定可靠的连采机掘设备。

（5）抓好日常维护检修、配件供应和大修理管理：制定配套连采机掘设备维护、保养、维修制度，保证设备完好性，连采机掘设备接续正常。

（6）加强作业人员日常技能培训管理：在现代科学技术与先进设备的支撑下，管理人员及岗位操作工人业务素质显得尤为重要。企业要重视连采机掘管理人员、操作工人、维修人员的定期培训和日常技能提升培训，培养复合工种；同时企业可定期组织相关人员去相邻现代化矿井参观学习，寻找差距，弥补不足，交流学习先进经验和管理方法；企业可制订相应配套激励政策及管理办法，实施员工发展规划、岗位技能鉴定、岗位创新、工器具创新激励，促进连采机掘各级管理人员、操作工人的综合业务水平的提升，让基层区队人员适应矿井总体发展新要求。

4 结语

“煤矿生产，安全第一；采掘接续，掘进先行”。我们坚信，只要各级管理人员都能够深入思考，不断分析研究存在问题与总结成功经验，一定能够探索出适应于煤矿安全生产管理、提高单进水平的好方法，促进煤矿采掘接续正常、安全高效发展，达到人-机-环整体同步协调，综合发展。

［1］荣振栋.煤巷快速掘进有效途径探析［J］.科技情报开发与经济，2010（05）.