矿山掘进机械化作业在岩石巷道掘进工程中应用

[摘 要]为了提高煤炭资源产量，研究人员在不断的探索中研发了一系列全新的开采技术，煤矿岩石巷道掘进工程中矿山掘进机械化作业应运而生，加强矿山掘进机械化作业是煤炭行业发展的当务之急。笔者结合多年工作经验，从矿山机械化掘进作业需要着重考虑的因素着手，对矿山掘进机械化作业的类型和现今煤矿岩巷掘进机械化作业的发展现状做了简单介绍。

[关键词]煤矿；岩石巷道；掘进工程；矿山掘进机械化作业

中图分类号：TD263 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）07-0024-01

我国每年通过岩巷掘进技术所开采的煤矿产品虽然不多，但是其进尺深度却达到非煤巷道进尺的三倍，由于岩巷的建设难度高、建设时间长、成为煤炭高产量发展的症结所在。经过长时间的研究与探索，以全液压钻车机械技术以及气腿式凿岩机械技术等为代表的机械化掘进技术发展起来。在煤矿岩石掘进工程中发挥了积极重要的作用，其掘进深度已经达到120米，认真回顾机械化掘进的历史，思考其发展现状，进而探究其未来的发展方向，对于煤矿岩石的可持续开采与发展具有十分重要的意义。

过去，我国各大型煤矿企业均采用了机械化掘进设备，掘进水平保持在每月55m左右。为了提高采煤效率，进一步推动煤矿采掘的发展，煤炭企业采用了先进的岩巷机械化设备，实现了矿山掘进机械化作业，主要使用的机械设备有液压钻车和侧卸装岩机，掘进水平在传统每月55m左右的基础上提高到每月80m左右。

1 矿山机械化掘进作业需要着重考虑的因素

1.1 机械化掘进设备需要的作业巷道特点

机械化设备作业的条件有特定要求，为了确保机械化掘进作业的顺利开展，工作人员应该高度重视作业巷道条件的选择，无论是巷道的断面还是倾角都必须符合矿山机械化掘进作业要求，不仅要满足现有技术工艺水平，还应该符合作业巷道本身的特点。

1.2 要使作业线与巷道工作目标相一致

巷道掘进管理是工程管理的重要组成部分，主要包括对工程质量、工期以及成本投入等多方面的管理。在保证作业技术符合施工标准的前提下，施工质量也必须符合建设需求，才能考虑施工进度。假如巷道施工没有在规定时间内完成，那么，掘进机作业因此会受到严重的影响，从而延长煤炭的生产周期。因此，施工人员必须明确作业线与巷道的工作目标应该保持一致，如果巷道施工不能定期完成，应该及时调整作业方案，确保工程质量。

2 作业线设备需要的人员素质特征

机械化掘进一般利用集体化作业方法，也就是通过综合掘进小队开展开，由于越来越多的高质量、高效能设备的使用，未来岩巷施工必然会朝着掘进、支护顺序作业发展，这属于相对高端的作业策略。这就必然需要一批具有合格素质与能力的作业人员。掘进机械作业线的种类多种多样，决定了其作业人员的技术水平也不同。其中如果综合机械化程度较高以及高效生产的掘进机械就对作业人员的水平要求更高。所以，相关的作业人员必须达到作业设备需求的同等水平，这样才能切实提高相关设备的生产效率，才能实现机械化作业的积极意义。

3 矿山掘进机械化作业的类型

3.1 以耙斗装岩机为主的机械化作业线

以耙斗装岩机为主的机械化作业线在我国煤矿岩石巷道掘进工程中使用频率最高，使用范围与其他作业线相比更为广泛。耙斗装岩机自身特点比较突出、使用范围广、操作简单，已经形成了一套独立的装岩机系列。以耙斗装岩机为主的机械化作业线可以根据巷道断面的大小自行调节气腿式风动凿岩机的数量，还能灵活地转载调车和支护设备，根据作业的实际需求，还可以选择不同形式的施工工艺以及劳动组织形式。

3.2 以侧卸式装岩机为主的机械化作业线

以侧卸式装岩机为主的机械化作业线最大特点在于其具有卸载条件，另外，液压钻车的错车条件和最大打眼范围与侧卸式装岩机为主的机械化作业线联系紧密。浙江小浦煤矿机械厂生产的ZC系列侧卸式装岩机在以侧卸式装岩机为主的机械化作业线中使用最多，使用频率较高的液压钻车以宣化风动工具生产厂的11-10型和浙江衔州煤矿机械厂生产的M-12为主，以该种设备为主组成的作业线巷道断面有严格要求，通常情况下必须在断面大于3.5m×3.5m、小于5.0m×4.0m的巷道内使用。

3.3 岩巷全断面掘进机。

岩巷全断面掘进机是一种联机组合，主要联机对象是连续破岩、装岩、转载、临时支护以及喷雾防尘等。岩巷全断面掘进机具有机械化程度高、可连续作业、工序简单以及施工速度快等特点。但是，该机构造相对复杂、投入成本较高、对掘进巷道的岩石性质和长度有严格要求，在煤矿岩石巷道掘进工程中频率相对较低。

4 作业线实施效果评价

一旦作业线已经被决定，各项装备已经到位，就要对作业线的生产能力做出科学、准确的衡量。作业线能力的大小在很大程度上与作业人员的技术素质与管理能力密切相关。具有不同水平的作业人员在不同的时间范围内，其生产能力也呈现为波动起伏的特点，在这一波动区间内必然会出现一个数值，这样必然会带来成本方面的负面影响。

针对上面这种情况，要求管理人员实行切实有效的措施，第一，要不断完善作业人员的素质与水平，确保机械化作业的效能得到充分发挥，以此来形成自身的成本优势；第二，要科学制定工期目标、采取有效的技术，而且也要对作业人员与机械化设备进行科学的配置，以确保既经济又科学。

5 现今煤矿岩巷掘进机械化作业的发展现状

笔者总结多年工作经验，对我国已经使用的掘进机械化作业形式做了以下总结：

5.1 综合掘进机与皮带输送机、矿车出渣的机械化开采方法

国内一些重要煤矿企业在国外著名的机械生产制造商购进了第一个MK3岩巷掘进机，这一机械被用来进行机械化掘进作业，经过一段时间的使用以后，发现了一些问题。具体表现为：第一，机组的外观大小、运行的安全范围都会对需要选择的巷道产生影响，科学的巷道断面由于断面形状不同也大有区别，其中长方形19-35平方米，拱形18-30平方米。第二，依照說明书上的说明：该设备最大经济切割硬度可以上升到13MPa，这时的截割效率达到12立方米每小时，然而该设备经过长期运行，对其进行观测与统计最终发现：如果岩石的硬度有所上升，上升到f7.2时，这一机组的切割效率已经达不到标准，而且机组运行时出现大幅度的震颤，机械内部零件，例如：截割齿与密封件等磨损严重，使得巷道德岩性需要控制在f7范围内。根据相关部门的数据测试显示：进尺全断面掘进速度大概在0.5米/小时，每天进尺达到6米，每月180米。

从以上对综合掘进机的特征与使用情况来看，这种机械应用于岩巷的主要弱点在于截齿易遭损，使用周期过短。在未来时间里，最新截齿材料的开发，会解决这一问题，而且即使在岩石硬度达到f10的地方也有被应用的希望。

5.2 全液压掘进钻车、侧卸式装岩机、矿车开采

全液压掘进钻车的主要目的是对巷道进行钻探；侧卸式装岩机主要将巷道内的岩石装入输送车；矿车用来采取煤渣。全液压掘进钻车、侧卸式装岩机、矿车开采综合使用的煤矿机械化掘进技术已经被广泛使用，但是其本身也存在一定问题，如作业连贯性差和装岩机反复移动影响电力通讯设施等，因此，研究人员应该加大力度找寻解决以上问题的方法，保障施工安全的同时，提高我国煤炭行业的产量。

6 结束语

为了提高煤炭产量，煤矿岩石巷道掘进工程中必须采用矿山机械划和自动化作业技术，该项技术还为施工人员的人身安全提供了可靠的保障。众所周知，矿山掘进施工危险性极大，施工环境十分复杂，作业难度指数较大，一旦出现技术问题，不仅会给煤炭企业带来严重的经济损失，还会直接危害到施工人员的安全，现代社会强调“以人为本”的发展原则，矿山掘进机械化作业具有重大的意义。

参考文献

[1] 伊贻林.工程造价管理基础理论与相关法规[M].北京：中国计划出版社，2010.

[2] 东兆星，吴士梁.井巷工程[M].徐州：中国矿业大学出版社，2004

作者简介

赵学忠（1976.09-），江苏徐州人，2012年1月10日毕业于中国矿业大学函授本科，主要从事测绘、掘进等工作。