山西忻州神达望田煤业有限公司
摘要：经济的快速发展使我国的煤矿企业得到了飞速发展，同时越 来越 多的煤矿 开采设备被研发 出来。连续采煤机掘 进工艺是 一种高效、高产的煤矿 开采工艺，在顶破碎 条件下，采用连续采煤 机掘进 工艺能快速、连续的运输煤，有效地减少掘进工作 面的皮 带 延 长次数，节省 煤矿 开采成本，提 高煤矿企业 的经济效益。
关键词：顶板破碎；连续；采煤机；掘进作业；工艺技术
煤炭资源的科学开发与合理利用，对于推进国民经济生产而言具有非常重要的作用。工作面顶板破碎在煤炭开采的过程中，有可能造成一定的安全隐患，这时候通常需要通过锚杆支护的方式进行处理，从而尽量防止煤层冒落。在顶板破碎条件下的连续采煤机掘进工艺，能够在一定程度上提高工作的安全性，提高煤炭开采效率，同时，也能够减少一定人力与物力资源的投入，降低生产成本。
一、顶板破碎
所谓顶板破碎是指岩层接力裂隙发育，整体强度差、自稳能力低下的顶板条件。该种顶板是煤矿采集过程中比较常见的顶板形式，易出现顶板冒落的危险，在进行连续采煤作业时难度较大，目前，已经可以通过连续采煤机结合支护和落煤技术进行处理[1]。
二、连续采煤机工作原理及其配套设施设备
（一）工作原理
连续采煤机可做单独采煤机进行使用，一般情况下由截割机构、装运机构、行走机构、液压系统、电气系统、除尘装置以及安全保护机构组成。其截割原理与滚筒式采煤机具有相似性，其工作机构是横置在集体前方的旋转截割滚筒，按规律排列的镐型截齿与煤层接触完成截割。其运用方式是通过截割机构的升降液压缸对滚筒进行提升，在采煤机向前推动的过程中，切入煤层，再由液压缸向下割出宽度，按照此种方式往复循环完成煤炭截割作业。其一次截割的最大宽度为 3 300 mm，且仅能执行上下作业，不能左右摆动。
（二）配套设施设备
顶板支护的难度较大，较短的空顶距离也对巷道的掘进造成一定的困难。对煤层特点进行综合考量，通过对连续采机的合理应用，并搭配以相关配套设施，对工作面巷道进行掘进。煤炭的开采与挖掘工程，可以通过连续采煤机实现工作面巷道的掘进，并利用其相关的配套设备实现煤层的截割及装载运输。需要注意的是，在煤炭工作面巷道掘进工作中，必须严格按照相关规定及操作施工规范进行作业。利用连续采煤机的截割功能进行巷道的掘进，并安排梭车及粗碎破碎机连续跟进，进行煤体的破碎工作，可将破碎之后的煤体，通过胶带矿用传输机进行运输。在这个过程中，应当科学利用锚杆钻机及锚杆、锚索、托板及支护网进行工作面的顶板支护工作。
三、顶板破碎条件下连续采煤机掘进工艺技术的应用
煤炭资源的科学开发与合理利用，对于推进国民经济生产而言具有非常重要的作用。工作面顶板破碎在煤炭开采的过程中，有可能造成一定的安全隐患，这时候通常需要通过锚杆支护的方式进行处理，从而尽量防止煤层冒落。在顶板破碎条件下的连续采煤机掘进工艺，能够在一定程度上提高工作的安全性，提高煤炭开采效率，同时，也能够减少一定人力与物力资源的投入，降低生产成本。运用连续采煤机组进行作业，根据煤炭截割顺序和相关辅助需求，这里主要对落煤、运输以及支护三个内容进行阐述[2]。
（一）落煤
落煤的过程实际上就是完成一次截割的过程。根据连续采煤机的工作原理，落煤实际上就是切槽工序和采垛工序这两个关键步骤往复循环，除此之外配合装载和支护来实现采煤机地向前推进。
具体来讲就是铲装板处于停放或漂浮位置时，截割臂位于半举位置，向前移动机器至工作面与端头煤壁接触，此时继续提升截割臂大需求位置，并同时打开喷雾系统进行除尘。接下来降下稳定靴，增加采煤机的稳定性，使用多路换向阀控制滚筒向下截割，提起稳定靴沿底板进行截割，并修整凸起问题。在本工作面中，两侧巷道一次循环分别形成 3700mm×3300 mm×3 000 mm 的断面空间与 3 700 mm×5 500 mm×3 000 mm 的断面空间。在对落煤掘进进行技术应用的过程中，需要去报巷道底板平整，并采用由顶至底的方式进行截割，以此实现落煤工序的有序进行。
（二）运输为了实现连续掘进作业，必须通过完整地装煤、运载过程来实现落煤的运送。本机组中采用的是自装载运煤方式，装有收集头机构和中部输送机具体的工作方式是当截割部截割的煤落入收集头机构中，收集头中带有的扒爪通过圆盘连续转动扒至中部运输机并向后输送至相连的梭车。梭车与破碎机、胶带机联动系统相连，煤由梭车进入给料破碎机后进入胶带机。这种方式与综采机组中皮带部的运输方式相比，运输距离稳定可达到 150 m，减少了皮带的延长次数，能够实现此种工作面条件下的快速高效煤炭运输和转载。
（三）支护
支护是顶板破碎条件下采煤的重要工艺，能够避免顶板不稳定条件下非正常跨落造成的掘进风险。对该工作面顶板对支护产生的力学负载条件进行分析和计算，并运用相关地学资料和工程资料进行综合判断，采用工字钢支架 + 锚杆 + 锚索 + 金属网进行支护。具体的设置方式如下：在该工作面进行作业时，在巷道外帮按照均匀间隔（100 m）设以调车硐室。采煤机按照由上而下的方式进行截割作业时，锚杆机停在硐室中。当完成截割作业时，连续采煤机退出工作面，由硐室内的锚杆机进行沿巷道掘进作业。锚杆机将锚杆、锚索打至顶部，并张开金属网挂工字钢[3]。工作人员进行辅助支护作业，第二道锚杆订立后在锚杆机侧护板上挂上帮网并使用风钻打设两帮上木的锚杆眼进行锚固。按照此种循环方式进行往复循环。该工作面数据破碎程度一般的顶板，当遭遇特别破碎的顶板时，应采取超前支护的方式进行支护，使用 2.0 m 锚杆进行超前支护，超前距离在1.6 m，保持 锚杆 的方位 与巷道 的走 向相一致，并控制锚杆件的间距，确保间距均匀稳固。
四、顶板破碎条件下连续采煤机掘进工艺技术实际应用中的注意事项
在顶板及巷道的支护环节中，需要注意以下几点：在实际的钻孔作业中，应当严格控制钻孔深度，以避免锚固剂浪费、锚固力减小的情况发生；搭设锚索的过程中，顶部部位存有坚硬的岩石，钻孔困难，通过截短锚索的方式完成锚索的搭设作业；在对锚固剂的搅拌过程中，需要及时清除钻孔内的技术及杂质，从而确保锚固剂保持其应有的强度；在使用锚固剂的时候，有可能产生锚固剂施放顺序颠倒的情况，这会导致锚杆安装不够到位或锚固剂提前凝固等现象，会影响锚固的实际效果。因此，在实际作业中，进行支护的工作人员需要明确锚固剂的型号及凝固时长，以确保锚固剂按照其正确的顺序进行施放。
结束语：
综上所述，顶板破碎是我国采煤作业中的常见情况，受地质构造及控顶参数的影响。为了保障采煤掘进作业的安全性，应根据煤矿工作面的具体条件，选择合理的施工方式。本文所选取的连续采煤机掘机作业方式是当前机械化采煤作业的一种有效方式，与综采机组相比，更适用于煤基岩巷道和边角煤开采作业。根据工艺的实施情况看，整体作业效果良好，采煤效率高。因此，该种作业方式适合在复杂地质条件下顶板破碎工况中进行推广。值得注意的是，应根据煤层的硬度厚度，对连续采煤机进行优化选型，并在顶板特别破碎条件下采用超前支护增加顶板的稳定性，防止非正常落煤。
参考文献：
[1]马荣根.顶板破碎巷道掘进支护工艺的研究与实践[J].区域治理，2019，000（011）：144.
[2]王雨豪.掘进工作面过顶板破碎区联合支护技术[J].煤，2020，v.29；No.248（04）：36-37+39.
[3]翟召宁.掘进巷道破碎顶板联合支护措施研究[J].精品，2019，000（010）：P.157-157.