煤矿高效掘进技术的发展及实际应用研究

摘 要：在煤矿开采过程中，掘进技术的选择对于煤矿开采的效率和质量有着非常重要的影响，所以煤矿掘进技术一直以来都是煤矿开采业中一个研究的重点。当前高效掘进技术在煤矿开采过程中得到了广泛的应用，使得煤矿开采的效率得到有效地提升，因此在本文的研究中，主要就煤矿高效掘进技术的发展情况及其实际应用情况和应用效果进行了相应的研究，以期能够为煤矿高效掘进技术的进一步推广和应用提供相应的参考。

关键词：煤矿；高效掘进技术；应用

前言

巷道掘进技术是煤矿高效集约化成产的关键性技术，为了更好地进行煤矿开采，满足社会的用煤需求，必须要对于高效掘进技术加以应用，从而满足煤矿扩能需求，使得煤矿回采巷道能够有效地接替。同时煤矿高效掘进技术的应用也是当前资源节约型和环境友好型社会的要求，通过对于高效掘进技术的应用，更加有利于减少资源的浪费，使得煤矿的生产效率大大提高，因此对于煤矿高效掘进技术的发展以及实际应用进行研究有着非常重要的意义。

1 煤矿高效掘进技术的发展

1.1 煤矿高效掘进技术的分类

为了更好地进行煤矿开采，当前越来越多的煤矿掘进技术被应用在了生产实践之中，总体而言，当前煤矿高效掘进技术主要可以分为三类，第一类是煤巷掘进技术，第二类是岩巷掘进技术，第三类是煤岩混合巷掘进技术。如果按照地质情况进行划分，又可以将高效掘进技术划分为五类，分别是煤巷综合机械化掘进技术、大断面煤巷连续采煤机掘进技术、掘锚一体化技术、全液压钻车岩巷掘进技术和重型悬臂式掘进机掘进技术。以上就是当前在生产实践中应用得较为广泛的煤矿高效掘进技术。

1.2 煤巷高效掘进技术

煤巷高效掘进技术可以分为煤巷综合机械化掘进、大断面煤巷连续采煤机高效掘进和掘锚机组掘锚一体化掘进三种方式，其中煤巷综合机械化掘进系统主要由悬臂式掘进机、转载机、可伸缩带式输送机、单体锚杆钻机、通风除尘设备及供电系统等组成，其中悬臂式掘进机是该技术的核心设备，其对于掘进的效率及进尺有着非常重要的影响。大断面煤巷连续采煤机高效掘进主要是通过对于连续采煤机的应用实现高效掘进，连续采煤机具有较大的截割宽度，同时其还实现了集落煤、装运及行走的一体化，其在矩形断面和双巷或多巷快速掘进中有着非常广泛的应用。对于连续采煤机而言，按照其工作面运输方式可以将其分为两种类型，第一是间断式运输方式，第二是连续运输方式，其中间断式运输方式的工作面配置为连续采煤机、运煤车或梭车、给料破碎机、锚杆钻车、铲车及胶带运输机，而连续运输方式的工作面配置为连续采煤机、锚杆钻车、连续运输系统、铲车及胶带输送机。在大断面煤巷掘进时，连续采煤机在运输巷道掘进的同时，锚杆钻车在回风巷道进行锚杆支护，在连续采煤机完成了一个掘进循环之后，与锚杆钻车交换位置，继续进行掘进。掘锚机组掘锚一体化掘进是在连续采煤机和悬臂式掘进机的基础之上发展而来的，掘锚机组将掘进与支护结合在一起，从而减少掘进与支护设备换位作业的时间，在同一台设备上完成掘进和支护工艺。

1.3 半煤岩巷高效掘进技术

就我国的煤矿而言，除了煤巷之外，还有大量的半煤岩巷道需要掘进，半煤岩巷道所指的是在掘进断面中，岩石面积占断面总面积20%—80%的巷道。半煤岩巷道主要是薄煤层以及2.0m以下的中厚煤层巷道，其在总掘进工程量中占比约为20%。一般而言，半煤岩巷掘进都是采用半煤岩悬臂式掘进机机械化作业线，而且半煤岩掘进机主要是采用中型和重型机。因为对于半煤岩巷而言，岩石所占比例较大，因此在对于掘进机械进行选择的时候，必须要选用机重大、重心低、工作稳定性好的机械，同时机械的破岩能力和截齿单刀力也应该较强，机械系统也必须要简单可靠，便于维护工作的开展。

1.4 岩巷高效掘进技术

在进行岩巷掘进的过程中，当前仍然是以钻爆法尾为主，以钻爆法为主的岩巷机械化作业线可以分为两种类型，第一种是气腿式凿岩机配耙斗式或铲斗式装岩机作业线，而另一种是全液压钻车配侧卸装岩机作业线。其中第一种作业线的掘进速度一般在60—70m/月。就当前国内煤矿的实际情况而言，掘进机截割的岩石硬度一般都在60—80MPa左右，而且当前的岩巷高效掘进技术不适用于掘进断层多、地质条件较为复杂的岩层掘进。

2 煤矿高效掘进技术在红岩煤矿中的实际应用

2.1 掘进技术的选择

由于煤矿掘进巷道中大部分都属于煤巷，在煤矿掘进过程中煤巷约占到巷道工程量的70%左右，在红岩煤矿3604三段风巷综掘所采用的是悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业的方式，该技术又被称为煤巷综合机械化掘进，下面就该技术的主要施工工艺进行简要的介绍。

2.2 施工工艺

在对于煤巷综合机械化掘进技术加以应用的过程中，首先需要做好相关的准备工作。因为该技术涉及到对许多机械的应用，所以在掘进施工之前，必须要进入工作面对于相应的设备进行检查，确保所有的设备不存在质量问题。在检查完设备之后，启动掘进机之后应该先从巷道中心底部进行切割，并且左右摇摆截割头，按照从上到下的顺序进行切割，同时还应该在巷道的两边预留一定厚度的煤。退出掘进机之后，应该及时地切断电源并且进行敲帮问顶、铺网、进行临时支护，接下来再进行顶锚杆的安装，完成上述工作之后再进入下一个工作循环。

2.3 截割工艺

在采用煤巷综合机械化掘进技术的过程中，截割工艺是一个非常重要的工艺，在红岩煤矿掘进过程中，掘进机在进行切割的时候，需要根据巷道围岩的情况以及断面的大小合理地对于截割头的左右摇摆和升降加以利用。在截割的过程中，首要原则就是有利于顶板支护和开截。由于在截割的过程中存在较为均匀的中等硬度煤岩，所以采用从下到上分段摆动截割的顺序，同时在煤巷中還存在节理发育软煤，此时采用下部中心开钻的方式。如果遇到破碎顶板，还应该按照由下到上的顺序分段摆动截割。

2.4 支护工艺

支护也是煤巷综合机械化掘进技术的一个重要组成部分，在煤巷综合机械化掘进机完成了割装运退之后，需要先使用长把工具进行敲帮问顶，然后再挂上钢带进行临时支护。在红岩煤矿掘进过程中，采用锚杆钻机打顶部锚杆眼，然后再安装锚杆，在对于锚杆进行安装的时候，先进行中间锚杆的安装，然后再使用镐将两帮刷齐，然后再利用煤电钻打眼，对于锚杆进行安装。最后挂帮网，并且将托班装好，拧紧螺母，完成支护施工。

3 煤矿高效掘进技术发展趋势

当前许多高效煤矿掘进技术都已经在生产实践中得到了广泛的应用，但是就高效掘进技术而言，仍然存在着许多的不足，因此需要根据实际情况对其加以改进，从而使得高效掘进技术能够更加完善。根据煤矿工程的实际情况，当前煤矿高效掘进技术的发展趋势主要包括以下几个方面：首先对于煤巷高效掘进技术而言，掘锚一体化技术、大断面多巷掘进同连续采煤机配合使用是两个非常重要的趋势，而对于半煤岩以及全岩巷道掘进而言，大功率重型悬臂式掘进机掘进技术是高效掘进技术的一个重要发展趋势，同时，应用全液压锚杆钻车进行全岩巷钻爆法施工也是高效掘进技术的一个重要发展方向。

4 结语

为了满足煤矿开采的需求，煤矿高效掘进技术得到了广泛的应用，当前煤矿高效掘进技术主要包括了煤巷高效掘进技术、半煤岩巷高效掘进技术和岩巷高效掘进技术三种类型，每一种类型又包含了各种具体的掘进方式。本文结合红岩煤矿对于煤巷综合机械化掘进技术的施工要点进行了简要的说明，以期能够为煤矿高效掘进技术的推广和应用提供一定的参考。

参考文献：

[1]潘翔. 煤巷快速掘进技术研究[J]. 山东煤炭科技，2017，（06）：18-19+21.

[2]王育虎. 煤矿高效掘进技术的研究[J]. 机械管理开发，2016，（06）：141-142.

[3]周明明. 煤矿高效掘进技术现状与发展趋势分析[J]. 山东工业技术，2016，（05）：236.

作者简介：

陈国彦，1987年8月出生，男，汉族，重庆綦江人，大学专科，初级职称；现任重庆能投渝新能源有限公司红岩煤矿生产科副科长兼技术负责人。