神华包头能源有限责任公司万利一矿 内蒙古鄂尔多斯市 017000
摘要：地下作业在煤矿开采方式中占有很大比重，加强采煤巷道掘进技术的应用，具有重要的现实意义。随着巷道掘进的深度增大，影响煤矿开采安全稳定的因素更多，安全风险的控制工作也就更加困难。我国现阶段主要采用的巷道掘进技术在自动化、信息化方面不能适应煤炭生产需求和矿井管理标准，表现出一定的滞后性。本文主要分析了煤巷快速掘进系统的发展趋势，及其关键技术，希望能够为后期工作提供借鉴。
关键词：煤巷快速掘进系统；发展趋势；关键技术
煤炭生产过程中较为关注采掘协调问题，特别是自动化、信息化技术的发展和应用，明显加快了采煤工作面的推进速度，煤巷掘进速度也明显提升。我国现阶段采用的煤巷掘进技术不能满足煤炭生产的客观需求，需要加大技术研究，使采煤技术的应用过程更加安全、高效，达到快速掘进的预期效果。
1煤巷快速掘进系统的发展趋势
1.1支护优化
快速掘进一定程度上反映了煤矿管理水平。当掘进速度过快时，会与支护之间产生矛盾。基于这一情况，更应从掘进和支护的平行作业效果及其后勤保障、设备生产效率等方面进行强化。支护作业属于快速掘进过程中的必经一环，掘锚一体化具有明显的应用优势。现代掘锚机设备的应用，确保掘进、支护两种作业方式同时推进，使掘进效率明显加快。煤巷的综掘技术中，顶板条件会对巷道支护作业效果有一定的约束力，如果是有利的顶板条件，锚杆距离会适当增大，有利于缩短工期；当顶板条件较为不利时，需要通过加固顶板两帮、以补打高强锚杆挂网加强支护的方式，进一步优化支护效果。
1.2创新发展掘进设备
掘进设备对煤巷快速掘进系统的应用效果，具有明显的制约作用，加强相关设备的创新优化十分必要。煤巷掘进过程中涉及多种应用设备，从关键性的操作设备到辅助型设备，都应全面地改进、优化，为煤巷快速掘进系统的应用价值最大化奠定基础。现阶段采用的关键性操作设备主要包括了掘进机、锚杆机、装载机、转载机等，直接关系着煤巷掘进的工作效率，只有加强技术上的创新、优化，才能有效提升设备运行效率，大大缩减掘进时间。
1.3工序设计合理化
为了进一步提升煤巷快速掘进系统的运行效率，减少使用过程中的异常故障，需要从设计规划入手，使掘进流程的制定更加合理，更加适用系统应用过程中的客观需求。系统运行协调性方面，应加强分析和控制；系统应用工序方面，应以保持协调性为核心，全方位探索不同的处理环节，减少应用过程中的矛盾冲突，尤其加强工序流程的相互关联和不同的执行时间的控制，使快速掘进的施工效果进一步提升。
2煤巷快速掘进系统的关键技术
2.1掘进和支护速度
一般情况下，掘、支的不平衡状态是影响掘进速度的重要因素。机械设备在工作面的作业时间方面，掘进机基本占到17%—34%，打锚杆支护基本占到50%—67%，掘进速度快于支护速度。随着掘进机运行功率的增大，推进作用明显提升，两者间的矛盾也会愈加突出。快速掘进项目针对此类问题，会在顶板条件范围内适当地拉大空顶距，保持掘进和支护的平衡作业状态，使它们互不干扰。为了达到解决掘快支慢问题的要求，施工人员要对掘进工作面的顶板创造条件，适应空顶距需求，而后尽量选择将剩余的支护工作在随后的场地完成。但这是工作面条件较好时，较为实用的一种方法，适用范围并不广泛；采用平衡掘进和锚杆支护两种能力的装置，降低掘进机的工作效率，适应支护设备的整体运行情况。1个断面内，掘进机对实行的不横向移机截割时间，应控制在锚杆机具支护所用时间以内，以较小的时间差平衡两者的配置，从而达到掘进机等掘进设备与锚杆机的运行效率最大化，不仅仅依靠进尺指标的提升来达到效果。
2.2锚杆支护机具自动化
巷道支护往往会影响快速掘进技术应用效率。当掘进机工作效率提升、1个断面截割时间缩短时，锚杆机钻壁的具体数量增大的方式，能够使掘进队中锚杆操作和辅助人员的比重提升，但对巷道支护效率较低的问题控制效果不足。现行工程建设中使用的神东第一套快速掘进设施，主要包括了14-16部的锚杆钻机，在全部使用的状态下，需要4-8个锚杆工同时投入生产。假设1个进尺断面以10-15min的速度打完全部锚杆，也是对快速掘进速度方面的一种有效适应，提速空间整体不大。而机载锚杆壁的自动化，如利用打锚杆机器人的高效率优势，各类载锚杆机的工作进程会明显加快，作业人员的参与程度也会减少。
2.3分布式锚杆支护机具
国内的机载多壁锚杆机，大多仿照进口锚杆机的设计方式制成，最初是以作业机动、调动灵活，在多巷掘进中配合连续采煤机完成锚杆支护。八壁锚杆机因其体量较大，工作效率较好，但也需要大面积占用巷道断面，对辅料运输通道的后期布置也会有很大影响。机载锚杆壁的快速掘进效率分摊于巷道内的各个机械上，对辅料运输通道在巷道内的布置工作较为有利，也是锚杆钻机同时开机可能性增大的一种方式。
2.4掘进工作面部分支护
掘进支护，是对新掘断面裸露顶板施行的管理工序，在快速掘进技术的创新优化下，局部支护也是在顶板条件允许范围内施行，增强了安全效果。但是施行过程中往往会有法规内容或施工流程当面的不足。新裸露顶板只有及时完成顶板的锚杆支护，才能起到更好安全性和完整性防护。如果顶板条件较好时，掘进工作面内采取的部分锚杆措施，是对顶板的安全防护，也是掘进效率加快、扩大矿井生产能力的重要方式。露顶板的锚杆安装数量、与掘进工作面相差距离、顶板离层或破坏程度等相关信息，都要从施工经验的积累中做出科学判定，作为锚杆打全作业的工艺流程、安全措施完成编制的基础性条件。
2.5煤巷综合机械化掘进
煤巷综合机械化掘进，是指锚杆钻机、悬臂掘进机、通风除尘设备、可伸缩带式输送机、转载机等多种设备的综合型应用。每一个设备都应在掘进过程中，应配套作业。在科学技术的推动下，煤巷综合机械化掘进技术也融入了更多的新工艺。一是前期工作中，掘锚机至上而下切割并将所得物自动装运，同时开展支护工作。二是截割工艺。掘锚机的使用，要以巷道围岩情况确定切割方式。中等硬度煤岩或煤岩较厚时，尽量采用自下往上的截割方式。三是现代化测控技术的应用，是控能力提升的重要方式，能够有效监控掘锚机在切割电机和截割滚等工作状况，在监测中发现其中的异常故障，并且根据所受负荷、压力大小、温度变化等数据的测控结果，进一步提升煤矿掘进技术的实际工作效率。
3结束语
煤炭资源对我国的工业生产有很大的推动作用，是推动基础能源发展的重要因素。我国煤炭储量丰富、种类大，需要以优化开采技术的方式，使煤炭生产获得更大的回采率和收益率，推动煤炭事业的稳步发展。现阶段已开发使用的国内产品相较于国外的先进产品，仍然存在一定的技术差距，加强技术研究是必要措施。通过支护优化、创新发展掘进设备、工序设计合理化等方式，促使煤巷快速掘进系统进一步完善；从掘进和支护速度、锚杆支护机具自动化、分布式锚杆支护机具、掘进工作面部分支护等关键性技术的优化中，提升技术应用的整体效果，使煤矿生产获取更大的经济效益。
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