李伟
神东煤炭集团补连塔煤矿掘锚三队，内蒙古 鄂尔多斯 017209
摘要：煤矿井巷生产作业条件非常艰苦，各种安全隐患的威胁时时刻刻都有，属于能源领域中典型的高危行业。煤矿井巷地质条件复杂，受通风、瓦斯、火灾、煤粉尘等不利因素的制约，要提高生产效率并不是一件容易的事情。近年来科技水平的进步，让快速掘进技术在煤矿井巷生产作业中得到了普遍应用，在提高生产效率方面发挥了积极作用，但也暴露出了一些不足之处。
关键词：煤矿井巷；掘进技术；措施分析；应用研究
1快速掘进技术介绍
1.1采煤机位姿纠偏技术
掘进机的掘进位姿检测与纠偏技术的作用原理可以简单概述为：通过使用大量传感器设备来实现对掘进机的状况的实时监测，并使用组合定位算法和惯性导航位姿解算方法来对检测的数据进行计算，以便根据计算结果确认掘进机的实时工作状态。但是实际工作中，纠偏方案的制定需要根据实际情况来进行确定。因为煤矿井下巷道的地质环境具有复杂性，因此在巷道开展掘进作业时会受到很多因素的影响，使得其位姿呈现出不断变化的现象，不能满足巷道掘进的一致性要求。虽然目前已经在掘进中使用了用机器视觉定位、超声波定位、激光定位等多种技术，但是这些技术单个应用的过程中很容易受到各种因素干扰，与实际工作开展的快速与精确等要求不符。所以研究开发出了多种技术组织应用的方法和纠偏方案，这种系统中不仅包括了之前单一的技术，还将捷联惯性导航定位技术应用其中，在系统中设置了四个移动式捷联惯导定位基站和四个固定式捷联惯导定位基站，实现了整体定位纠偏。在实际应用中，可以通过对掘进机的运动相对变化量来得到掘进机工作中的位姿变化，然后与激光测距设备来联合使用，确定掘进机模块坐标值，进而实现对掘进机位姿的确定。
1.2巷道自动截割成型技术
煤矿井下巷道结构截割轨迹不同，形成的巷道成型结果也不同。目前最常用的轨迹路径是“S”形。具体掘进作业时，截割系统会第一时间读取掘进机的绝对位姿，然后依据捷联惯导原理计算出掘进机截割机构与巷道的相对位置坐标，再设定截割切入点，并按照之前设置好的截割路径开展自动成型作业。断面自动成型应用主要涉及到三种技术，这三种技术主要包括：分析断面成型误差、自适应截割控制及截割轨迹跟踪[3]。通过三者的综合应用，最终实现断面自动成型截割。掘进技术应用过程中截割作业过程不仅包括截割作业本身，还包括扫底、刷帮等作业。
1.3掘进机的故障监测技术
掘进机的故障监测技术的具体应用过程就是自适应诊断的过程，诊断的内容涵盖范围很广。实际操作中需要依靠系统内部设置的隔离传感器来实现对截割转速、截割电流及位姿状态等各类运行状态信息的监控和对比，及时了解掘进机的即时运行状态，然后按照运行状况的不同来进行系统自动检测及报警。如果参数超出既定设置范围5秒后，就能进行故障报警和数据原因分析。
2提高煤矿井巷快速掘进技术应用效能的措施分析
2.1加强井巷地质预测
煤矿井巷地质环境复杂，而且每个井巷的复杂情况还各不相同，比如断层、构造带等。如果对这些情况不能较为全面、准确的掌握，不仅快速掘进技术的优势得不到发挥，甚至可能威胁到矿山的安全生产和矿工的生命健康。所以，为了保证快速掘进技术的正常应用，必须要先做好井巷地质预测工作，提升预测科学水平，为应用快速掘进技术扫平道路。比如利用巷探、钻探、三维物探等技术对井巷断层、构造带进行信息探测，能降低地质因素对快速掘进技术的不利影响。
2.2合理选择掘进设备
在煤矿井巷掘进作业中，掘进设备承担着诸如破落、装载、转运岩煤、支护等艰巨任务，是掘进生产的基础工具和物质保障。由于不同掘进设备的性能优势各不相同，而煤矿井巷的类型又不同，比如平巷、斜井、上山、下山、硐室、井底车场及岩巷、煤巷、半煤岩巷等，因此，如何合理选择快速掘进设备是一个科学问题。在实际进行快速掘进设备选择时，首先要结合井巷环境特点综合考虑设备的破岩能力、掘进效率、可操作性、功率强度等因素；然后再选定应用设备的型号，这样就避免了设备性能优势与井巷地质构造不协调的矛盾。
2.3灵活运用掘进技术
煤矿井巷快速掘进设备有别于常规掘进设备之处，除了设备本身所具有的技术性能指标优势之外，对能否将掘进技术与井巷地质条件贴合应用也有极高的要求。通常来说，技术性能指标越高的掘进设备，对作业条件与技术应用配合度的要求往往也越苛刻。快速掘进设备的关键优势在“快速”上。因此，要想让它的优势得到有效发挥，就必须要结合井巷具体地质条件的特殊性，采取灵活的技术应用手段，这样才能体现设备性能的最佳优势。比如在地质条件良好的作业环境中，可以采取中间进道、四周片帮的方式来促进掘进效率的提高；而对于工作面顶板则应采取分次分割技术来控制空顶时间，这样更有利于井巷作业的安全。总之，在具体掘进作业中只要能够结合井巷地形地貌特征，采取差异性的进道方式，就可以较好地提升掘进设备工作效率，并提高设备的使用寿命。
2.4优化升级运输系统
运输系统是保证煤矿井巷生产作业效益的重要通道，高效、稳定、安全的运输系统是保证井巷快速掘进技术得以实现的重要环节，如果运输系统迟滞、落后、不给力，且缺乏安全性，那么井巷快速掘进技术在应用中就不可能形成良好的闭环。比如在传统的井巷运输方式中，主要是以绞车、扒装机为主，如果是常规掘进作业，采用这种方式尚能维持有效运转，但如果是快速掘进作业，这种运输方式就会暴露出效率不足的缺憾。所以，为了实现对快速掘进技术的良好应用，对原有的运输系统进行优化、升级、改造必不可少。比如改造后的胶带输送机的输送能力就增强了很多，技术先进性和自动化水平也比较高，且构造简单，稳定性强，易于维护、保养、检修、检测等，产出比和性价比都大为提高。
2.5完善支护技术管理
我国煤矿开采普遍以地下作业为主，受地质结构条件限制，符合露天开采的矿井非常少。要完成地下大规模的采煤作业，大量开掘巷道是一项必不可少的施工程序。为了保障巷道开掘安全，也是为了保证开采的煤炭能够快速运往地面，就必须要对巷道进行支护保护。完善的巷道支护技术，一方面可以保持巷道的畅通和围岩稳定；另一方面还可以减缓和减少围岩的移动，保证巷道断面不因为外力挤压而变小，同时，还可以防止已散离或被破坏围岩的冒落。可见，要实现快速掘进技术生产作业，就必须要加强对巷道支护技术的管理，完善巷道支护技术水平，确保巷道支护技术可以满足快速掘进技术的生产作业需要。比如对锚杆支护技术的妥善管理，能够有效保证巷道支护的性能稳定和运输安全，促进巷道支护技术与快速掘进技术的合理对接，促进快速掘进生产作业目标的实现。
3结束语
综上所述，快速掘进技术在我国煤矿生产建设中发挥的作用至关重要，尤其是当前，我国煤矿正处于经济发展的低谷阶段，努力提高快速掘进技术的应用水平，努力促进快速掘进技术效能的充分发挥，对帮助矿山经济建设早日度过困难期，找到新的经济增长点，是非常重要的。
参考文献：
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