煤矿巷道机械化掘进工艺的优化探讨

煤矿巷道机械化掘进工艺的优化探讨

张坤

陕西华彬雅店煤业有限公司 陕西 咸阳 713500

摘要：近年来，我国的煤矿行业有了很大进展，煤矿开采越来越多。在煤矿开采时，需要掘进大量的巷道。为了进一步提升煤矿巷道的掘进效率，很多煤矿采用了机械化掘进工艺。由于中国煤层地质条件的复杂性，机械化掘进还存在着许多问题，需要进行优化以提高其适用性。本文首先分析了掘进施工流程，其次探讨了巷道机械化掘进工艺存在问题，最后就巷道机械化掘进工艺优化措施进行论述，以供参考。

关键词：煤矿巷道；机械化掘进；工艺优化

引言

新时期，中国的国民经济发展对煤矿开采技术提出了新要求。随着中国国内生产总值的不断上升，能源在国内生产总值中的贡献率也在不断提高。与之相匹配的是煤炭产量，而与之不匹配的则是落后的煤矿巷道掘进技术和老旧的装备。煤矿巷道掘进技术和装备是保证煤矿开采质量和效率的关键因素，因此有必要对其进行探讨。

1掘进施工流程分析

对于巷道掘进速度而言，掘进工艺是其主要影响因素之一，必须针对综掘设备的截割路径和作业流程开展优化改良，以提升巷道掘进效率与成型质量。作业中，具体的快速截割流程如下：a)全面清理作业现场并开展班前交接。b)纵向进刀。截割滚筒从巷道断面左下角进刀，待截割滚筒全部进入煤体后停止进刀，再通过铲板将截割产生的煤矸石运出。c)横向进刀。截割滚筒从左向右截割，进行横向进刀。d)反复截割。在截割滚筒切割至巷道右侧巷帮后，抬高机头并重复进行往返切割。e)针对巷道两帮开展细化调整，并及时清理残煤，随后开始下一个循环的截割。

2巷道机械化掘进工艺存在问题分析

虽然巷道机械化掘进工艺有着较大的优势，但是在应用中也存在着许多问题，主要体现在以下几个方面：a)各种工艺适用性较差。综合机械化掘进工艺在地质条件比较复杂的区域难以有效地发挥其高效的优势，而连续采煤机掘进工艺在煤层中含有大量的夹矸时应用起来非常不便。b)成套设备可靠性差。虽然一些掘进设备已经实现了自动化，但是性能与西方一些发达国家的设备还存在较大的差距，这种差距主要体现在设备稳定性方面。c)高效支护问题。掘进工艺破岩速度虽然很快，但是在很多时候难以保证支护的速度一并跟上，若不及时支护，则很可能引发煤矿冒顶事故。d)现场施工管理混乱。例如综合机械化掘进工艺在现场施工时，需要的人员较多，很容易出现现场管理混乱的情况。

3巷道机械化掘进工艺优化措施

为了提高巷道的掘进速度，需要对巷道机械化掘进工艺进行优化。根据大量现场经验总结，工艺优化主要从以下几个方面入手，下面将进行具体的分析。

3.1采用合适的掘进设备

为了保证巷道的掘进速度，要根据实际情况选择合适的掘进设备。掘进设备主要包括破岩设备、装岩设备及支护设备。破岩设备将工作面前方的岩体或煤体进行破碎，可采用的设备有凿岩机、综掘机及连续采煤机。对于不同的断面，所选取的巷道掘进设备也会存在一定的不同。在选择掘进设备时，应考虑以下几方面：a)掘进巷道的类型。岩巷的掘进和煤巷的掘进存在较大的差异。b)巷道的断面尺寸。对于大断面巷道，最好选择综掘机，便于一次成型。c)支护类型。要区分永久支护设备和临时支护设备，临时支护最好采用锚杆支护，有特殊情况时，最好选择单体液压支柱进行加强支护。

3.2远程控制操作系统设计

为减少井下作业人员,推动竖井施工向无人化迈进,全断面竖井掘进机设计地面远程控制系统。主控室设计在地面,操控人员无需下井,可通过监控系统实时掌握竖井掘进机的掘进状态和参数。设计数据监测记录系统对掘进机的各项参数进行实时记录,方便分析优化。

3.4优化施工组织管理

巷道掘进效率的提升不仅依赖于所使用的设备，还依赖于良好的施工管理。在正常的地质条件下，煤矿巷道掘进施工组织管理非常方便。但是对于一些特殊情况，例如岩层比较破碎、地质构造复杂等，施工组织将变得十分困难。为此，需要根据实际情况，优化巷道掘进的施工管理。对于特殊情况下的巷道掘进，其关键在于巷道的支护，避免发生安全事故。一方面要保证施工的效率，另一方面还要保证施工的安全性。考虑到现场施工时人员比较多，在异常情况下，一定要将大部分人员抽调到支护施工环节。只有这样，才能保证快速通过地质构造区。

3.5优化掘进施工工艺

为了进一步提升巷道掘进速度，应对现有的掘进施工工艺进行优化。在进行优化时，要做好以下3点：a)优化工人的组织形式。在掘进工作面，人员数量较多，需要根据每道工序的具体情况做出合理的人员分配，而不是进行固定的人员分配。b)要按照设计的工序进行施工。在施工时要杜绝修改施工方案，发现必须要修改时，应寻求相关主管部门的支持。c)简化施工工序。考虑到掘进和支护实施过程中工序较多，而且有些工序的衔接时间过长，应简化施工工序，降低施工难度，从而提高施工速度。对于煤矿巷道快速掘进工艺，效率与质量都很关键，但提升效率与质量必须要建立在保证工人生命安全的基础上。煤矿公司需要对管理工作者与施工人员开展定期的培训活动，使其不断提高自身的安全意识与整体素质，在工作期间避免因为个人的误操作而出现问题。对技术培训加以重视，帮助工作人员掌握和运用先进的科技，相互沟通交流好的经验。有关技术工作者需要多去井下近距离指导工作，确保技术操作的各个方面均符合要求。

结语

综上所述，煤矿巷道掘进作为煤炭开采的重要环节，需要对其技术和装备进行完善和优化，以适应新时期的发展要求。因此，煤矿巷道掘进工程相关人员，应客观看待如今煤矿巷道掘进术和装备存在的问题和差距，通过细致分析研究，学习先进技术与理念，针对性地对掘进技术和装备进行创新和完善，从而在提高煤矿开采效率的同时，减少不必要的能源消耗，实现社会效益与经济效益的和谐发展。

参考文献

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