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煤矿快速高效掘进技术实用性分析

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煤矿技术 2017年11期︱363︱ 煤矿快速高效掘进技术实用性分析 王治峰 神华集团三道沟煤矿，陕西 府谷 719407

摘要：随着科技的进步，煤矿巷道掘进设备日益更新，设备的革新引起了掘进工艺的改变；现阶段我国煤矿巷道掘进技术主要有连续采煤机快速掘进技术、掘锚一体化技术、综合机械化掘进技术等。本文结合神东片区及其周围煤矿巷道掘进的基本情况，对煤矿巷道掘进技术的三种掘进工艺、实用范围、优缺点进行了对比分析，望能够指导煤矿掘进工艺的选择。 关键词：连续采煤机快速掘进技术；普通综合机械化掘进技术 掘锚一体化技术；工序；破煤；落煤；运煤；支护 中图分类号：TD82 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2017）11-0363-02

背景 自从我国一次采全高和综放工艺实施以来，煤矿产量大幅提升，煤矿的高产和过快的推进速度给巷道掘进与支护提出了前所未有的苛刻要求。因此，清楚的理解现代化掘进技术的优劣，合理的选择掘进工艺，对煤矿的安全、高效、经济生产起着重要的作用。 1 三种掘进技术的工艺介绍 1.1 连续采煤机快速掘进技术破、落、运、支、处的基本工艺 （1）选用连续采煤机完成破、落工序：连续采煤机主要功能是截割煤和装煤。在每次掘进巷道前，司机开动煤机调整在巷道前进方向的左侧，并以激光中心线确定位置，开始向正前方煤壁截割直至截入深度达规定的循环进度，这一工序称为切槽工序，切槽宽度3.3或3.5m，然后退出煤机，调整煤机到巷道另一侧，并以激光中心线确定位置，开始割剩余部分，这一工序称为采垛工序，完成采垛工序后立即退机进行支护。连续采煤机就是以切槽、采垛、拉底工序来完成巷道的掘进。顶板条件好的情况下，循环进度为大多为10-12m。但如果顶板状况较差,有地质构造、裂隙、离层、滑面发育、顶板淋水、矿压显现、片帮、煤层松软等情况，及时缩小循环进度，必要时掘1m支1m。 （2）装煤工序：连采机采用自装煤方式。连采机上装有收集头机构和中部输送机。连采机截割时，煤落入收集头机构，通过耙爪连续运转，将煤耙入中部运输机，转运到等候在连采机后面的梭车。 （3）运煤工序：工作面采用梭车运煤。梭车往返于连续采煤机和给料破碎机之间,将连续采煤机采出的煤运至给料破碎机上,再由破碎机转运至胶带输送机运出。 （4）清浮煤工序：顺槽掘进完毕后，工作面的浮煤先由连采机清理到梭车上，再卸至给料破碎机上，由破碎机转运至可伸缩胶带输送机运出。待支护完毕后，再用铲车清理浮煤，铲车无法清理的边角煤由人工清理。 （5）支护工序：当采用单巷掘进时，锚杆机在连续采煤机掘进完毕后进行顺序支护作业。当采用双巷掘进时，锚杆机与连续采煤机在两掘进头分别进行掘进与支护平行作业；具体连采双巷掘进工艺如下图所示。 1.2 普通综合机械化掘进技术破、落、运、支、处的基本工艺 1.2.1 选用综掘机完成掘进工序 （1）切割顺序：切割时分两次进行，先切割右帮，再切割左帮。 （2）进刀方式：掘进机采用横向往复式截割，截割时将截割头调至巷道两帮角，由巷道底部开口进刀，左右摆动先割出槽窝，然后由下向上进行截割，进刀深度以0.5m为宜。对于较均匀的中等硬度煤岩，截割头要由下而上的分段摆动截割；运输机最大通过高度350mm，当有大块煤矸时应先打碎后再运走。截割煤时必须进行洒水。待截割完毕且进行永久支护后，再进行下一个循环，往复进行。 （3）掘进工作面最大空顶距：掘进机驾驶室距截割头安全距离为5.0m，掘进一个循环为4m，因此最大空顶距确定为4.8m。 （4）遇到地质变化带，顶板条件不好时，必须另外制定补充安全技术措施，循环进度相对减小，采取短掘短支并及时加强支护，严禁空顶作业。附掘进工序图与掘进截割顺序图。

4.3m4.0m1.8m交接班运 煤运 料切 割铺、联网打锚杆永久支护生产班内循环文明生产生产班之间循环交接班接风水管路

检修设备

延皮带清卫生

试运转

生产班与检修班之间循环 1.2.2 装、运煤工序 综掘机上装有收集头机构和中部输送机。连采机截割时，煤落入收集头机构，通过耙爪连续运转，将煤耙入中部运输机，转运综掘机二运，然后通过二运皮带转运至可伸缩胶带机；完成全部的运煤工作。 1.2.3 清理浮煤工序 采用掘进机清理浮煤，对于掘进机无法清理浮煤由人工进行清理。 1.2.3 支护工序 掘进机切割完成后，采用单腿式气动锚杆钻机立即进行支护作业。 1.3 掘锚一体化技术的破、落、运、支、处的基本工艺 （1）截割落煤：掘锚机掘进时，严格按照地测站标定的中、腰线施工，掘进时每1.0m为一循环。掘锚机施工过程中掘进和支护同Coal Mining Technology ︱364︱2017年11期 时进行，司机在激光导向仪的指引下，确定掘锚机停放位置和角度，按巷道设计规格每一刀一循环进度掘进，掘进同时支护顶锚杆、锚索和帮锚杆。掘锚机掘进过程中首先将截割头调整至巷道顶板，即升刀；扫去上一刀预留的200mm左右煤皮圆弧段，即扫顶；将截割头向前切入煤体800mm，即进刀；然后由上向下切割，即割煤；当截割头割至巷道底板时，掘锚机截割部向后退1000mm拉底，使巷道底平整，装完余煤，即拉底。完成割煤后，将截割头与铲板放至最底，等待支护完毕后进行下一循环割煤。 （2） 掘锚一体化技术的装煤、运煤工序与连续采煤机快速掘进技术一致。 （3）浮煤清理：巷道浮煤分三种；第一种为破碎机后浮煤，破碎机司机在不生产时，将破碎机停机闭锁后进行清理，确保交接班前将浮煤清理干净；第二种为巷道胶带机下浮煤，在胶带机停止运转、闭锁、上锁后由生产班派人进行清理，设备运转时严禁清煤；第三种为梭车运行区域内浮煤，梭车司机在不生产时，将梭车停机、断电、闭锁、上锁后进行清理。 1.3.4 支护工艺 （1）临时支护 掘锚机临时支护设施有自身的液压支撑架和锚杆机的支护顶棚，在掘、支过程中，必须升起液压支撑架护住顶板后，方可进行掘、支工作；在支护顶锚杆、锚索时，必须先将锚杆机支护顶棚支撑到工作区顶板上后，方可进行钻眼工作。 （2）永久支护 支护工打锚杆、锚索作业顺序为：定位，钻眼，装锚固剂、装锚杆、锚索，紧固锚杆、锚索。 2 三种掘进技术的实用范围 2.1 连续采煤机快速掘进技术 主要应用于以神东公司为代表的矿区；适用于中厚煤层、厚煤层的单巷与双巷平巷快速掘进、掘岩量较小、顶板条件较好、底板条件较好、帮部压力较小、采掘接续紧张等情况的矿井使用。 2.2 普通综合机械化掘进技术 普通综合机械化掘进技术仍然是我国煤矿掘进巷道的主要方式；适用于采掘接续不紧张的矿井；只可完成单巷且巷道断面较小的掘进工作面；巷道倾角在4°范围内使用效果较好。 2.3 掘锚一体化技术 由于巷道为一次成巷，巷道宽度相对固定；只能单巷掘进；可满足巷道顶板松软、破碎的条件；也适用于帮部压力较大，片帮严重需要及时进行帮支护的巷道掘进。 3 三种掘进技术优缺点分析 根据神东公司及周边煤矿现有的掘进设备及掘进工艺来看，三项掘进技术各有优缺点。下表为现阶段各掘进设备主要技术参数及主要经济技术指标（见表1）： 3.1 连续采煤机快速掘进技术优点 （1）可进行单巷、双巷掘进工程。且双巷掘进期间辅助运输较为畅通；双巷掘进减少了掘进设备安拆、搬家的次数，本质上提升了安全指数。 （2）双巷掘进可形成完成的通风系统，有利于通风安全。 （3）双巷掘进时掘进与支护平行进行，互不干涉；可最大效率的提高掘进进尺，按照历年来实际大采高工作面月进尺可保持在1100米以上（断面为5.8*4.3m）；满足现代化高效矿井的采掘要求。 （4）根据实际需求，连续采煤机快速掘进一次成巷的断面相对范围较大，可适用于不同断面的巷道掘进。 （5）掘进、顶部支护与帮部支护分开进行，可根据帮部情况及时调整帮部支护的时间，最大程度增加巷道掘进时间。 3.2 普通综合机械化掘进技术优缺点 （1）投资较少，可移动设备较少，相对较为安全。 （2）月进尺相对较少，按历年统计断面为5.8*4.3m实际月进尺300米左右；不能满足生采掘接续较为紧张的矿井。 （3）支护锚杆为单体锚杆机，需人工搬运单体锚杆机，劳动强度较大，人员需求数量较大。清煤等工作需人工清理，作业强度较大。 （4）截割头为圆形，巷道成型较差。支护为单体锚杆机，锚杆支护质量相比其他两种质量较差。 （5）单巷掘进不能形成通风系统，不利于通风安全；辅助运输路线单一，不利于行车安全。 3.3 掘锚一体化技术的优缺点 （1）显著提高巷道掘进进尺、支护速度与工效。采用掘锚一体化掘进，成巷速度可显著提高。 （2）顶部锚杆支护效果得到显著改善。采用掘锚机组施工，顶部锚杆支护可在切割后立即进行，甚至可以与切割落煤平行作业，从而使顶部锚杆及时主动支护的效果更好； （3）掘锚机组掘进为一次全断面成矩形巷，巷道成型质量较为出色。 （4）改善锚杆支护作业环境和安全性。掘锚机组掘进时，各工序均实现机械化，并始终处于永久支护和强力临时支护系统的保护之下，从根本上保证了掘进、支护人员的人身安全。 （5）帮部支护能够同时支护，解决了帮部压力大、片帮严重的安全风险。 （6）只可单巷掘进，开掘调车硐及联巷较为困难。人工搬运支护材料、设备配件等情况较多，劳动强度较大。 （7）单巷掘进不能形成通风系统，不利于通风安全；辅助运输路线单一，不利于行车安全。 表1 掘进设备主要参数及主要经济技术指标对比表 序号 项 目 单 位 综掘掘进技术 连续采煤 掘锚一体化技术 1 巷道断面 m2 5.8×4.3 5.8×4.3 5.8×4.3 2 循环进度 m 4 10 1

3 日循环个数 个 4 4 30 4 日 进 尺 m 16 40 30 5 月 进 尺 m 280 1080 825 6 作业人数 人 55 74 73 7 人员工效 m/工 0.22 0.54 0.41 8 支护方式 锚、网、索、梁、 锚、网、索、梁 锚、网、索、梁

9 实用煤层倾角 ° 《4° 《17° 《18°

10 一次成巷高度 m 1.72-4.52 1.08-5.0 2.8-3.85 11 实用巷道宽度 m 3.2-5.6 》3.3 4.6-5.4 12 岩石强度 f f《8.5 13 成巷过程 由小到大刷大，二次拉低成巷。 切槽与采垛，一次成巷 一次全断面成巷

14 顶部支护 套 单体锚杆机支护，2人一组 同时支护4套 同时支护4套 15 帮部支护 套 不能进行帮部支护 不能进行帮部支护 可进行帮部支护 16 成巷数量 条 单巷掘进 单巷、双巷均可，双巷效率极高 单巷掘进 4 结语 根据神东、平朔、晋城等矿区的实践证明，采用连续采煤机快速掘进技术掘进煤巷，速度快、效率高、安全可靠、使用方便。且连续采煤机与锚杆机平行作业，大大的提高了掘进与支护效率。因此，在现阶段地质条件与上述特点相近、效益不错的矿井，应尽量推广使用连续采煤机快速掘进技术。如遇顶板破碎、松软、矿压显现明显的矿井可优先选用掘锚一体化技术。产量较小、可投资金少、生产接续不紧张的矿井可选用综合机械化掘进技术。 参考文献： [1]康洪普,王金华等著.煤巷锚杆支护理论与成套技术[M].煤炭工业出版社,2007. [2]《作业规程编制指南》

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实现煤矿巷道快速掘进技术措施分析

实现煤矿巷道快速掘进技术措施分析

实现煤矿巷道快速掘进技术措施分析我国是煤炭的生产与消费大国，煤矿开采数量在世界上排名前列，但总体上开采效率不高，开采质量差，设备利用率低，是当前煤矿开采企业的现状。

如何利用新设备，新工艺以及新的开采方法，提高煤矿开采效率与质量，是煤矿开采企业的主要发展方向。

煤矿巷道的开采是矿山开采的重要方式，在巷道开采过程中，设备的机械化程度、开采的工艺方法、开采过程中施工的管理方法是影响煤矿开采效率的重要因素。

本文着重介绍巷道采矿的工艺流程、方法，并对巷道开采如何提高掘进效率，提高开采质量做详细的介紹。

一、煤矿的开采简介（一）煤矿的开发与煤矿的种类煤矿的开发过程通常由两部分组成：即矿山的开发与煤矿的挖掘。

首先是对矿山的开发，如地下矿井需要深度挖掘采矿通道，直通到矿石位置，然后构建开采体系，进行下一步的矿石开采。

煤矿的挖掘是指在矿山的开发过程完成后，建立采矿体系，设备安装，通过一定的开采工艺，开采矿石，并将矿石运输，存储到矿石交付使用的过程。

煤矿分为露天煤矿与井下煤矿两种。

相对于露天煤矿，井下巷道煤矿的开采难度更大。

我国已探明的煤矿基本上都藏于地下，地下煤矿其存储量最大，且由于其埋藏较深，开采过程中对施工的工艺方法，采掘管理以及采掘设备要求相对较高，是当前煤矿企业发展的主要方向。

（二）井下煤矿开采的流程井下煤矿的开采流程主要包括以下几个过程：一、地质勘探。

地质勘探是井下煤矿开采的第一步，首先要确定煤层的位置，煤矿的范围，煤层的厚度，岩土构造，地下水文等为巷道施工做准备。

二、矿井设计。

根据前期地质勘探的结果进行矿井设计，确定矿井的规模，矿井数量，工艺方案，开采顺序等。

三、地下开采。

通过挖掘巷道，到达地下煤层。

四、巷道布置。

井下开采巷道布置是关键环节，是将煤矿开采区域划分为若干开采单元，然后进行下一步的开采。

五、回采。

回采即采煤的过程，为了保证采煤工作的安全，通常采煤过程是从前往后采，即开始采煤时是在井口的最远端，经过采掘后，离井口越来越近，因此采煤也称为回采。

煤矿综合机械化快速掘进技术研究分析

煤矿综合机械化快速掘进技术研究分析

煤矿综合机械化快速掘进技术研究分析摘要：现阶段我国煤矿行业正处于向集约化和规模化转型的关键时期。

综合机械化工艺的应用是煤矿企业提升生产效率及自身综合竞争力的重要措施，同时也是促进煤矿企业实现可持续发展、取得良好社会效益和经济效益的重要手段，因此有必要大力推广和实施综合机械化采煤工艺，使煤矿企业更好的适应新形势发展趋势，满足现代化生产要求。

本文对煤矿综合机械化快速掘进技术进行分析，以供参考。

关键词：快速掘进技术；综合机械化；煤矿引言近年来，随着煤炭消费量快速增长，同时国家坚持“上大压小，增优汰劣”，持续优化煤炭生产开发布局和产能结构，扩大优质增量供给，促进供需动态平衡，不断优化煤炭产能结构，深入推进煤矿机械化、自动化、信息化、智能化建设。

千万吨级矿井群不断地出现。

在国家规划大矿区、机械化、集约化生产模式的大背景下，煤矿综采设备在成套化、重型化、大型化、智能化、机电一体化方面取得了长足的发展。

但是，随着综采工作面产能的提高，年消耗回采巷道数量大幅度增加，而巷道掘进技术与装备发展相对缓慢，采掘比例失调，采掘接续困难，安全问题突出，煤巷的快速掘进成为制约这些大型矿井高效集约化生产的共性关键问题。

综掘工作面的落后严重制约了煤矿智能化的发展。

1煤矿综合机械化采煤工艺的优势由于煤炭资源的用量逐渐增多，近些年我国矿井开采业发展比较迅速，矿井单位若是想要长远的生存下去，必须提高公司软实力，为此各个煤矿开采公司逐步应用综合机械化采煤技术。

该技术与以往的矿井施工技术相比较，主要优势体现在：综合机械化采煤技术更加先进，能够提高矿井施工质量，同时保证矿井开采过程的安全性，还可以良好的实现矿井公司运营期间的要求。

通常情况下，综合机械化采煤技术需要在矿井公司具备比较系统的规范与标准的情况下，持续的优化采煤工艺，推动采煤技术能够不断的进步，进而提高矿井施工的效果，同时能够提高矿井开采量。

可以说，矿井施工期间良好的采用综合机械化采煤技术，可以提高矿井施工效果，保证矿井单位能够长远的发展与进步。

实现煤矿巷道快速掘进技术措施分析

实现煤矿巷道快速掘进技术措施分析

实现煤矿巷道快速掘进技术措施分析在煤矿巷道作业过程中，快速掘进施工的可靠性对于煤矿开采作业的安全性和持续性具有直接的关系，在实际工作中需要对煤矿巷道快速掘进施工给予充分的重视。

在快速掘进施工过程中，需要有效地控制好施工的质量，这样才能确保煤矿巷道施工过程中的稳定性和可靠性，在施工中需要对影响快速掘进的各种因素进行掌握，从而采取切实可行的技术措施加以处理，确保煤矿巷道掘进的效率。

标签：煤矿巷道；快速掘进；掘进方法；技术措施1 快速掘进机械配置在快速掘进过程中，需要做好机械配置工作，这项工作具有复杂性，在具体实施过程中，需要对设备装置进行改时，努力提高设备的机械化作业水平。

而且机械设备使用过程需要有效的确保操作的安全性，确保掘进效率的提高，保证巷道成型的良好性。

同时还要对装运作业线进行合理布置，在装矸机械选择时，需要确保其具有良好的性能及较高的效率，坚实耐用。

还需要对施工工艺进行改进，确保掘喷平行作业的实现，有效地确保机械的平巷掘进速度。

2 影响煤矿巷道快速掘进的因素分析2.1 地质因素影响煤矿巷道施工处于地下恶劣的环境下，会受到煤岩硬度、褶区构造、瓦斯浓度、底板及顶板的稳定性等多种因素的影响，当地质条件良好状态下，巷道快速掘进施工也具有较好的保障，而在复杂多变的地质条件下进行施工会对巷道掘进的速度带来较大的影响，严重影响到煤矿生产的安全性和可靠性。

当煤岩硬度较大时，在这样的顶板条件下进行施工时，在掘进前由于只能采取临时支护，掘进作业完成后才能采取永久性支护，这样就会给施工过程中掘进人员的安全带来较大的危险，同时会对掘进施工的速度带来较大的影响。

在巷道掘进过程中，瓦斯浓度也会对巷道掘进带来较大的影响，特别是在地质构造较为复杂的地段情况下，一旦瓦斯浓度较大，则需要采取降低工作面及回风风流中的瓦斯浓度的相关措施，从而导致成本增加，对掘进速度带来较大的影响。

2.2 施工设备影响当前我国煤矿掘进设备较为齐全，但相比于发达国家来讲，设备的性能还有较大的差距，而且设备的自动化水平也不高。

煤矿井巷工程快速掘进技术的应用研究

煤矿井巷工程快速掘进技术的应用研究

煤矿井巷工程快速掘进技术的应用研究关键词：煤矿井巷工程；快速掘进技术；应用研究前言：能源是保证国家经济发展及社会稳定的主要前提，煤炭资源开采在国家经济增长及人们生活水平提高中发挥着重要作用。

基于此，采用有效方式，加强目前煤炭开采的安全性及开采速度对于促进国家能源供应具有重要的意义。

一、井巷快速掘进必要性分析在煤矿产业结构快速调整的促进作用下，大吨位矿井数量逐渐增多，生产规模日益扩大，虽然开采速度明显加快，但是井巷掘进效率却未有实质上的改变。

开采和井巷掘进的失衡在很大程度上影响着煤矿业进一步发展，成为向高产高效目标迈进的新台阶。

相关统计表明，井巷掘进效率始终较低的原因是掘、锚没有达到平衡，巷道掘进过程中切割的总时间一般占总量17%～34%，而用于锚护的总时间一般占总量50%～67%，可见掘进本身并不需要太长的时间，但锚护作业效率却有很多提高空间。

基于此，快速发展并完善掘进、锚护作业工艺与装备，切实加快锚护效率，是提高整个掘进作业效率的关键所在。

通过对我国煤矿统计发现，不同煤矿的赋存条件千差万别，所以基本无法研制出具备适应多种复杂条件能力的通用型掘进装备。

针对这一情况，首先需要以掘进和锚护平行作业为指导，然后按照因地制宜的原则，研制出良好适应某一类煤矿地质条件的高效率掘进系统。

就目前来看，我国各大科研院所及特种装备研制制造企业，都在不断加大高效率井巷掘进系统的投入力度，而且很多新型井巷掘进系统已在煤炭集团中得到实践应用，成绩可观。

现阶段，主要有下列几种可良好适用不同地层条件的高效率井巷掘进系统：掘进机超前支护快速掘进、双锚掘进机快速掘进、高集成度快速掘进和高适应性快速掘进。

二、井巷工程施工过程中的问题2.1地质构造问题在煤矿开采工程中开采位置的地质构造，不仅在一定程度上影响开采工作的质量效果和效率，还对掘进技术的施工使用上造成一定的难度。

加上人为的不正常开采和机械的不规范操作，都会造成煤矿井巷工程中地质环境的变化。