薄煤层快速掘进施工技术研究与应用

祁旭

摘要：现阶段不断地提高我国薄煤层的开采工艺、实现开采技术朝先进化、自动化方向发展。改善薄煤层的开采方法，提高采煤技术水平、提高煤的产出率，满足煤矿生产企业的自动化的开采技术要求，更好地提高我国煤矿的开采能力。本文对我国薄煤层快速开采技术的工艺进行了分析探讨，并对未来的发展趋势进行了展望，有一定的借鉴意义。

关键词：快速掘进；机械化；现场管理

1 引言

由于矿井下条件复杂，水、火、瓦斯、煤尘、顶板“五害”俱全，井田地质构造极其复杂，软岩多，地压大，巷道变形失修率高，严重制约着矿井单进水平的提高。目前严峻的煤炭形势，某矿生对产布局进行调整，降低回采成本，回采低瓦斯非突出煤层。为了尽快扭转生产被动局面，保证矿井持续稳定的发展，矿坚持依靠科技进步，努力提高掘进主导技术的科技含量，特别是在薄煤层综掘机的使用和支护联合问题上不等不靠，创造条件，在实践中不断积累总结经验，使单进水平显著提高，保证了矿井生产接替和持续稳产目标的实现，取得了经济效益和社会效益双丰收。

2 制约快速掘进的因素分析

巷道掘进是一个系统工程，制约快速掘进的因素主要是支护方式、装备陈旧落后、辅助运输环节多且工人劳动量大、工序管理不到位与劳动者素质低等，要提高掘进速度，就要革新装备、加强管理才行。

（1）管理制约因素

无论是全自动机械化作业，还是全人工原始施工，施工人员是关键因素，在施工中如何提高员工的积极性是决定掘进速度的重要因素，从“以人为本”的角度采取了以下有效措施，为实现中厚煤层半煤岩巷道的快速掘进提供了必要条件。

（2）掘井工作环境因素

由于薄煤层的采高较小，活动空间有限，其粉尘问题一直是制约薄煤层快速掘进的影响因素之一。综掘机在切割的过程中切割的煤层、顶板及底板硬度不一致，导致截齿的受力不均匀，使掘进机在切割的过程中，产尘量大。因此，薄煤层半煤岩掘进的尘源主要是掘进机切割破岩产生的粉尘。这些粉尘呈悬浮状态并随着工作面风流扩散，会造成很严重的煤尘污染，同时还容易引起煤尘爆炸的事故。

（3）支护技术落后

在复杂地质条件下开采薄煤层，一些中小煤矿仍采用传统掘进、木棚或砌碹支护方式，不仅采掘比例失调严重，而且因支护方式不当使巷道掘进发生冒顶片帮事故。目前掘进存在的主要问题是施工速度慢、施工技术落后；支护方式不合理。

3 推广综合高效降尘技术

薄煤层半煤岩综掘高效降尘技术主要结合薄煤层综掘的特点，分析掘进过程的主要尘源，研究掘进过程产生的岩粉的特性，根据煤、岩粉的特性和薄煤层掘进的实际条件，针对性的采取有效的矿用通风湿式高效降尘系统，将通风与降尘有机地结合在一起，降低掘进工程中的粉尘浓度。由于煤层赋存较薄，截割过程中会产生大量粉尘，不仅增加了施工难度，还直接影响着施工进度，并且对职工健康帶来危害。

目前综掘工作面综合防尘措施：（1）采用湿式打眼，施工人员佩戴防尘口罩；（2）每班对距工作面100m范围内巷道周边进行冲洗；（3）每周一次对巷道进行洒尘；（4）距掘进工作面不大于 50m 回风流处安装一道全断面水幕，实行净化风流，切割时必须开启全断面水幕；（5）使用现有降尘风机除尘，吸风口距迎头不大于5m，除尘风机供水正常。除尘风筒吊挂平直，不漏风；（6）各转载点设喷雾装置，运转时喷雾使用正常；（7）掘进机安设外喷雾装置，切割时开启。

在薄煤层半煤岩综掘工作面采用高效降尘技术后，能有效地降低综掘工作面的粉尘浓度，特别是呼吸性粉尘浓度。在长压短抽的通风降尘系统中，使用螺旋风流发生设备，能有效地控制粉尘向巷道外扩散，有利于提高综掘工作面的收尘效率。在综掘工作面使用内、外喷雾，能将掘进机产生的粗粒粉尘迅速沉降，减少湿式除尘器的负荷。

4 人员素质及现场管理

（1）合理分工，实现掘进的流水作业

任何一条巷道掘进都是一个综合系统性的工程，涉及掘进、支护、转载、运输、供电、供排水、通风、通讯、安全等多个环节协同作业，任何一个环节出现问题，都会影响到巷道的掘进速度。根据掘进过程将人员分为工长、组长、掘进司机、支护工、皮带司机、清煤工和检修工。各项工作责任到人，合理分工，流水作业，保证快速掘进的同时也能使工人得到体力的补充。

（2）强化培训，提高员工的综合素质

巷道掘进是一个综合的施工工艺，不仅要有现代化的设备，使用这些设备的施工人员也应该有较高的综合素质。针对设备的特点、操作方法、注意事项以及在使用过程中可能出现的问题和简单的处理方法等对这些人员展开培训，务必使他们实现对设备的熟练操作。

（3）做好后勤保障，营造员工良好环境

良好的环境不仅能给人带来愉快的心情，也能提高员工的工作积极性，使他们得到更好的休息，体力和精力得到更好的恢复。对服装、澡堂、灯具等基本后勤工作有专人负责，及时清洗工人的换洗衣物。此外，通过及时召开座谈会，交流沟通工人在巷道掘进过程中的经验、心得及工作生活中遇到的困难，在相互学习充电的同时也使矿上领导及时了解工程的进展和工人的心里动态，消除员工的各种后顾之忧，使他们全心投入到工作之中，为巷道的快速掘进提供了保障。

5 推广联合支护技术的应用

对顶板条件较好、压力不大的巷道，不进行支护；顶板条件差、压力较大的巷道，用木棚、砌碹支护；顶板破碎或过断层时用砌碹加U型钢架支护。而木棚或砌碹支护施工量大、周期长，承力小，易致巷道变形和冒顶片帮，成本也高，有必要采用新的支护技术，合理选择支护参数，提高支护效率，降低成本。

6薄煤层采煤技术的总体发展趋势

薄煤层的开采高度较小，顶板的压力也较小，由此可使今后薄煤层的高产及高效的采煤技术与方法，是以提高长壁中工作面的自动化水平为主。鉴于薄煤层中工作面内的作业操作困难，所以，使薄煤层的工作面中的开采、支运等工序实现自动化、智能化，对于开采人员及单位而言，有着重要的作用及意义。采煤的技术尽快达到自动化要求、并将计算机的智能控制引入开采环节，采用多种灵活的方式相互结合应用，较快地实现我国薄煤层采煤技术的自动化、规范化、智能化开采。

结语

结论（1）采用了“以人为本，动态设计，科学调控”的指导思想，减轻了工人的劳动强度，提高了薄煤层掘进速度，施工中未出现任何事故，做到了“又快又好”施工。

（2）综合防尘技术的推广应用，充分降低了粉尘对施工的影响，为工作面的施工提供了良好的条件，使职工的职业健康有了保证。

（3）联合支护技术的应用，大大减轻了职工的劳动强度的同时，提高了掘进速度和工作效率。

参考文献

[1]毛德兵，蓝航，徐刚.我国薄煤层综合机械化开采技术及其新进展[J].煤矿开采，2011，16（3）：11-14，76.

[2]李晓勇.开拓巷道掘进速度的影响因素及对策[J].中国新技术新产品，2012（02）.

（作者单位：冀中能源股份有限公司章村矿掘进区）