大断面煤巷快速掘进关键性技术研究与应用

张德红 孔现涛

摘要：煤矿企业为了提高掘进效率，要不断开发掘进技术，目前，大断面煤巷快速掘进技术在一定程度上能解决很多问题，并优化掘进过程中遇到的各种影响因素，从而提升巷道掘进速度。基于此，本文主要分析大断面煤巷连采机快速掘进工艺、应用效果、影响因素以及完善技术的相关措施，以供参考。

关键词：煤巷；连采机掘进；技术

连采机属于一种快速掘进的生产装备，二十一世纪初期被应用到煤巷采掘工作中，可以实现连续和快速采煤，提升煤矿掘进的生产效率，避免采掘失调问题，改善井下劳动条件，保障工作人员的掘进安全。各大煤矿企业为了提高经济效益，不仅需要更新大断面煤巷快速掘进技术，还应不断提高煤巷快速掘进水平。

一、大断面煤巷连采机快速掘进工艺分析

（一）支护技术应用

现阶段，煤矿现场煤巷的断面形式呈矩形，可以很好的利用支护技术。大断面煤巷快速掘进技术中还包括锚网锁支护技术，更好地进行巷道支护，顶锚杆钢材选择左旋螺纹钢进行支护设置，并做好排与排的间距设置。在此过程中，还要将煤巷两帮的支护设置为圆钢材质的锚杆，再设置好排间距和每排数量。

（二）掘进装备介绍

通常情况下，大断面连续采煤机设备主要包括运煤车、锚杆钻车等。同时，需要设置配套的移动变电站、破碎机和铲车等。井下巷道内必须配备通风机，设备选择应满足掘进施工的技术要求，包括设备的型号、功率和性能等，需要技术人员做好全面的统筹和分析，选择合适的设备。

（三）掘进工艺流程分析

掘进施工中，锚杆钻车应确保和连续采煤机保持互相平衡的状态，同时工作人员在采煤运作的过程中，利用梭车把煤矿运输到破碎机中，然后在破碎程序后利用带式输送机运出煤矿。按照一定的作业流程和顺序进行定位、钻眼、安装等工序。两个煤巷掘进作业中，连续采煤机在一个煤巷掘进割煤6m，需要转换到另一个煤巷中继续作业，锚杆钻车也依照此工序开展不同巷道的支护，跟进采煤机平行作业。作业中注意清理底板上的杂物，确保道路整洁与畅通。在掘进作业中，设备有转弯作业的情况，应确保转弯顺利，保持联络巷与巷道成70°夹角，间距在70m，每掘进一条联络巷，需要带式运输机进行一次移动。

二、大断面煤巷快速掘进技术应用效果

（一）掘进效果

利用大断面煤巷快速掘进技术能确保掘进效果。在具体的掘进施工中，可以提高每月的掘进工程量，据调查，最大掘进尺寸为32m/日，效果远远超出普通掘进速度和效率，日平均与月平均掘进水平和效率都得到了明显提高。

（二）支护效果

大断面煤巷快速掘进技术具有良好的支护效果，利用四臂锚杆钻车可以进一步提高支护效率，也可以进一步减少顶板支护的时间。除此之外，可以发挥四臂锚杆钻车的有临时支护功能，还可以实现对顶板的临时与超前支护，因此，工作效率和安全性都要高于普通锚杆机。

（三）巷道效果

与滚筒形状和切割工作有所不同，矩形煤巷巷道利用连采机设备，巷道内部两帮较为平整，底部没有顶底角，整个巷道的形状更加规整，因此巷道成型效果更佳。

（四）地质条件适应性分析

连采机设备的体型与重量均大于普通的综掘机，相当于普通机械的1.4倍，在具体的掘进施工中，连采机在经过积水区、断层、破碎带等地区时，由于设备体积大，很容易发生卧底事故，在爬坡性能上也不如综掘机灵活，同样，综掘机由于体小量轻，可以实现底板掘进，还可以进行煤层顶板的施工，具有很强的地质适应性，因此，连采机快速掘进设备在地质条件的要求上高于普通综掘机。

（五）人工强度

大断面煤巷快速掘进技术可以减少部分人工强度，工作人员利用锚杆钻车进行巷道的支护。同时，可以提高支护效果与支护效率。整个工序的机械化程度更高，很多工序都免去了人工现场作业，全面加强了煤矿巷道支护的安全性，确保了工作人员的安全，显著提高了巷道掘进工作的效率和质量。

三、大断面煤巷快速掘进的影响因素

（一）地质条件

大断面煤巷掘进有很多干扰因素，其中，地质条件是关键的影响因素。在利用煤矿煤巷大断面快速掘进技术的过程中，能进一步加强对集成系统的应用，深入分析和及时解决遇到的问题，从而显著提升大断面煤巷掘进的速率，增强大断面煤巷的抗压能力。由于大断面煤巷中的一些煤层较松软，经常出现缝隙，需要有效避免冒顶片帮的问题，降低大断面煤巷支护作业的工作难度，确保大断面煤巷掘进工作的顺利开展。

（二）设备的配套性

为了合理把控煤矿煤巷大断面快速掘进的速度，需要完整的设备。在大断面煤巷掘进的过程中，设备的配套性也是影响因素之一，必须提升加强大断面煤巷掘进设备的质量，工作人员也需要熟练掌握设备的使用方法，确保掘进工作的顺利开展。煤矿煤巷掘进作业过程中，工作人员需要灵活使用掘进机，以应对各种情况。例如，遇到较松软的大断面煤巷时，会导致掘进机的底板发生下陷，无法确保掘进的工作效率。因此，要针对掘进机的选择和设置进行调配，详细了解工程的实际情况，定期做好挖掘工作，并重点解决支护作业时间长的问题，避免由于设备问题影响工程的进展。

（三）支护方式及参数

大断面煤巷的掘进过程中，较重要的影响因素是支护方式及参数，会从根本上干扰施工进度。大断面煤巷在掘进的过程中，锚杆占一定的比重，会出现较多的工序流程，这一因素直接造成大断面煤巷的掘支失调问题。在此过程中，没有平整的巷道掘进成型，也会出现跑钻问题，影响施工作业的顺利进行，降低工作效率和巷道支护的质量。在设计各项参数的过程中，必须严格把控支护方式和参数，不可以有过高的支护工作量，否则会影响巷道的安全使用，要严格把控支护参数，注意大断面顶端的煤巷顶板加固的问题。如果产生了较多的剩余，就要在底部增加较合理的支护措施。如果在大断面煤巷中缺乏足够的支护，也会让整个大断面煤巷失去底鼓量，影响大断面煤巷掘进的工作效率，降低大断面煤巷支护的稳定性。

（四）施工组织管理水平

大断面煤巷工程掘进的工作效率，会受到施工管理水平的影响，施工队伍的能力是影响因素之一。施工队伍要有良好的技术和安全管理意识，可以严格要求工作人员，让工作人员有更加清晰的职责意识，按部就班的工作，做好交接工作，提高工作效率。但如果作业人员不能灵活掌握掘进方法，不具有良好的设备操作能力，尚未定期做好设备维护工作，就会影响工程的进展。

四、大断面煤巷快速掘进关键性技术完善措施

（一）优化支护方案

大断面煤巷掘进的过程中，工作人员要做到以下方面：第一，进一步优化支护方案，合理选择掘进设施，通过科学方法进行切割。第二，掌握科学的切割技术，以应对各种情况，轻松处理繁杂的岩石。第三，结合实际情况，制定科学的掘进方案，通过提前预测，显著提高大断面煤巷掘进的工作效率。第四，科学设置支护方式，选择与煤矿大断面匹配的支护参数，不断探索更先进的支护工序，选择更合理的机载临时支护设备，从而进一步提高巷道的掘进效率。

（二）改造辅助运输系统

第一，通过改造辅助运输系统的方法，全面提高掘进的工作质量。第二，优化实际工程中的破顶板顶底，选择更合理的辅助性运输设施进行工作，也可尝试使用先进的设备，以此更好地开展大断面煤巷改造作业。第三，通过优化大断面煤巷的板块配置，进一步提高锚杆的稳定性。应用先进的锚杆钻机可以更好地控制各项工序，避免出现不平衡的现象。第四，全面控制施工时间，提高掘进速度。第五，合理排班，协调好工作人员的各项工作，确保工作的正常开展。

（三）提高掘进技术装备水平

工作人员应结合实际情况，选择合适的设备，进一步提高设备掘进的技术效果，提升掘进设备的质量。一些较先进的掘进机具有较稳定的性能，能应对机械化持续掘进施工的强度，避免人员过度劳累，提高工作质量。此外，还要引进与掘进机共同使用的锚杆钻机，以此提高大断面煤巷掘进的施工效率，缩短循环作业时间。

（四）提高施工组织管理水平

第一，大断面煤巷快速掘进的过程中，应进一步提升工作人员的管理水平，按规定操作。如果遇到一些交叉作业的情况，应合理减少循环作业的时间。第二，施工管理人员应合理把控作业，尽量让各项工种协同作业。在大断面煤巷使用到掘进机时，可以让支护工做好准备，首先准备材料，然后对各段施工地点进行合理支护，如果遇到断面，立即做好支护工作，同时要求机电工作人员立即检查设备和各项机电，开展循环开工工作。第三，要有明确的分工工作，各项工种合理配合，通过多种方式提高工作效率。第四，制定更加科学的规章制度。第五，管理人员要以身作则，做好榜样带头作用，梳理实际工作中的各种问题，科学制定各项大断面煤巷工程的掘进施工工序，进而全面提升掘进的工作效率。

五、结语

综上所述，大断面煤巷快速掘进技术能显著提高工作效率，提升机械化程度，在短时间内可以截割出成型的巷道效果，减少人工强度，优势十分明显，但对工作条件的要求较高，支护效率还有待提升，同时作业中需要人工清理大量的浮煤，这些问题都需要引起重视。大断面煤巷快速掘进技术在现阶段采煤工作中有着重要的作用，会影响煤矿行业的未来发展。对此，工作人员应结合实际情况，深入分析影响煤巷掘进速度的各项因素，进一步提高大断面煤巷快速掘进的工作效率，确保煤矿企业的可持续发展。

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