煤矿快速掘进技术与措施
【摘要】很多煤矿采用目前国内最新型的“全煤巷布置”开拓布置形式。
煤巷快速掘进有综掘和炮掘两种方法。
快速综掘必须抓好掘进机和转载运输系统的选择;快速炮掘应抓好机械化作业线、钻眼爆破和快速装运,还应有效地进行巷道支护的快速施工。
通过对煤矿开拓巷道普掘支护工艺改革试验，既提高了掘进速度又提高了支护质量
关键词煤巷快速掘进综掘炮掘巷道支护
中图分类号：x752 文献标识码： a 文章编号：
1 引言
很多煤矿采用目前国内最新型的开拓布置形式，即“全煤巷布置”形式,开拓巷道的断面较大，最大掘进面可达20.73m2，且大部分巷道沿煤层掘进,即为“大断面煤巷普掘”施工。
煤巷及半煤岩巷的掘进有综合机械化掘进法(简称综掘)和钻眼爆破掘进法(简称炮掘)两种。
我国煤矿仍大量采用炮掘，综掘的水平还比较低。
2 快速综掘技术
在用掘进机掘进的巷道内，配备转载运输、通风除尘、支护设施、辅助运输、测量定向、安全保障、供电等设备或系统,组成一个综掘机械化作业线,从而形成一条效率高、相互配合、机械化生产的掘进系统。
快速综掘施工时,必须抓好以下两个环节。
2.1 选用性能优良的掘进机
掘进机是综掘的核心设备，要根据使用条件进行选择。
通过引进
和国产化工作，我国掘进机的制造和使用已有了较大发展。
目前国内使用的掘进机机型较多，重点推广的有以下几种:煤科总院上海
分院与南京晨光机械厂合作生产的elmb型；煤科总院太原分院与
淮南煤机厂合作生产的el一90型；煤科总院太原分院与佳木斯煤机厂合作生产的e mia-30型；淮南煤机厂与奥地利沃斯特一阿尔
卑尼公司合作生产的am一50型；佳木斯煤机厂与日本三井三池公司合作生产的mr h一510一41(简称510)型。
当前掘进机发展的趋势是：扩大适用范围，增强切割能力，提高工作稳定性，采用高压水射流，发展自动控制，提高元部件的可靠性，发展掘锚联合掘进机等。
2.2 转载运输系统选择
根据运输设备的不同，综掘机械化作业线主要类型有:掘进机+带式输送机作业线;掘进机+刮板输送机作业线; 掘进机+梭车作业线; 掘进机+矿车作业线。
前两种属于连续运输,用带式输送机时运输能力大,生产效率高;用刮板输送机时可适应巷道坡度变化大、长度较短的条件。
后两种属间断装载，梭车与美国乔伊采掘机配合使用;
矿车用于小型矿井或在输送机运煤系统未建成之前。
3 快速炮掘技术
目前我国煤巷及半煤岩巷仍多数使用炮掘。
因此，炮掘快速施工技术是实现高产高效矿井的一项值得重视和研究的技术。
3.1 建立快速炮掘机械化作业线
努力创造条件，建立炮掘机械化作业线;主要施工工序要实现机
械化，达到安全、快速、高效和低耗的掘进效果;应进行炮掘机械化作业线的配套，如湿式煤电钻若干台、装煤机1台、刮板输送机若干台、锚杆机或支架机若干台、瓦斯断电仪1台等。
3.2 钻眼爆破
钻眼工具一般使用手持式煤电钻。
为减少钻眼产生的煤尘,应采用湿式煤电钻。
当为半煤岩且岩石较硬时,可配备电动凿岩机。
由于煤软，易于爆破，要特别重视爆破方案与效果的研究。
应采用保边爆破,使用毫秒雷管一次起爆。
3.3 快速装运
选择运输设备时,应使运输能力大于装载能力。
当使用带式输送机或刮板输送机时,应随掘进工作面的推进迅速前移,能快速拆卸,并防止机械事故发生。
当采用矿车运输时,应缩短调车距离,加快调车速度。
4 巷道支护的快速施工改革
巷道支护施工既要便于组织快速掘进,又要使巷道在其服务期间围岩稳定,保证安全生产。
巷道支护的快速施工,是快速掘进的重要组成部分。
煤巷所用的支护主要有金属支架和锚杆支护,两者的支护原理不同、结构不同,快速施工方法也不同。
4.1 金属支架
金属支架有矿用工字钢刚性支架、矿用工字钢可缩支架、u 型钢可缩支架等几种类型。
支架架型与参数要与巷道的地质条件相适应,以保证围岩的稳定，便于组织快速掘进和施工。
4.2 锚杆支护
在使用锚杆支护的掘进巷道，掘进与锚杆支护工作通常不能同时进行。
由于锚杆打眼、安装占用了很多时间，影响了巷道的掘进速度,为了提高支护质量及提高掘进煤的煤质,煤矿对开拓巷道普掘
支护工艺进行了改革。
具体试验内容川如下:
【1】支护材料改为直径16mm、l = 2100mm树脂锚杆,直径23mm、l=350mm树脂锚固剂,8号镀锌铁丝编织的50mmx50mm经纬网,170mm ×170mm×8mm 钢板压轧成鼓形托盘
【2】矿压观测:90m巷道分为3段,每段设3个观测点,共设9个观测点。
【3】观测结果:顶底板移近量最大为10mm,两帮移近量最大为
30mm ，巷道两帮及顶部锚固力分别为40kn和60kn(未作破坏性测试)。
通过改革支护工艺,提高了施工速度。
由于在整个掘进期间没有喷浆,因此减少了工序穿插,提高了平行作业率,使施工速度提高25% 。
采取集中喷浆形式，喷浆料集中搅拌,避免一班一搅拌造成浪费的局面,从而降低了材料消耗。
由于喷浆前对因爆破震动而产生松动的锚杆托盘进行了二次上紧,托盘紧贴围岩岩面,增加了锚
固力。
通过观测可以看出支护质量显著提高了。
对于使用单体锚杆钻机的巷道,掘进和钻锚是不能平行作业的,
但应当尽可能缩短钻锚的时间。
主要技术措施有a.及时、快速安设临时支架,以便在安全条件下进行钻锚; b.采用小孔径强力钻头和
高强度钻杆,以保证钻孔质量和钻进速度; c.尽量使用旋转式锚杆钻机,建立快速安装系统,用锚杆钻机一次完成搅拌树脂药卷与拧
紧螺母两道工序。
4.3临时支护
临时支护既要保证掘进工作的安全,又要使其结构简单,能够快
速装卸。
临时支护的主要类型有:前探梁支护、利用掘进机推动的支护装置、安装在掘进机上的支护装置、安装在单轨吊上的临时支护、梯形巷道迈步式临时支架、支护平台等。
5 岩巷快速掘进新技术在煤矿开采中的应用
近年来，我国煤巷快速掘进设备与技术取得了很大进展，掘进速度与工效取得了新的突破。
但是，我国煤巷综掘技术整体水平还比较低，还不同程度地存在着设备可靠性差、设备配套性差、开机率低．掘进速度慢等弊端，使煤巷快速掘进技术的推广应用受到一定影响，我国煤巷快速掘进设备与技术还有待于进一步改进和完善。
铲车可以实现装、运、卸3 种作业功能。
在连续采煤机工作面上，铲车可用来清理连续采煤机留下的浮煤，使连续采煤机可以连续作业，提高掘进速度和生产能力。
同时，铲车也可以完成其他辅助性运输工作，例如运送锚杆、拖运其他设备等。
在连续采煤机工作面上还应当配备给料破碎机，布置在带式输送机之前，通过给料破碎机将运煤车卸下来的煤炭破碎后均匀地送入带式输送机。
月进尺可达上千米，是煤巷掘进与支护技术的跨越式突破，在适宜的条件下应积极推广应用掘锚一体化技术。
另外，还可以在国产综合掘进机
上配置1～2 台机载锚杆钻机，实现掘锚一体功能。
国外，澳大利亚制造的机载锚杆钻机使用效果比较好，我国曾进行过机载锚杆钻机的研究，但总体水平不高。
无论是切槽工序还是采垛工序，连采机首先自巷道顶部切入煤体，然后自上而下切割。
切入深度一般与截割滚筒直径相同，煤硬时截深可适当减少。
当截割滚筒切到巷道底部后，连采机应稍后移，割完底煤，以保证巷道底板平整。
待装完余煤后，连采机完成一刀，即一个截割循环。
反复截割循环，直至巷道进尺达到一个循环进尺6.0 m 为止。
如果每次切入深度为0.857 m，则7 次截割循环就可达到6.0 m 的距离。
连续采煤机截煤的同时，锚杆机在另一条巷道内作业。
锚杆机作业的顺序是：定位—钻眼—推入药卷和杆体—搅拌—拧紧螺母。
全部锚杆安装完毕后，锚杆机转移到邻近巷道内作业。
6 结论
很多煤矿在煤巷掘进施工中,采用了多工序平行交叉作业形式,充分利用时间和空间,实现了钻眼与装岩、支护与钉道、提研与掘进、喷浆准备工作与掘进的平行交叉,做到了工序紧密衔接,忙而不乱,全面均衡地完成了施工任务。
实践证明,只要认真推行正规循环作业，就能全面均衡地完成任务,从而提高施工效率。
参考文献
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