(山西兰花科创股份有限公司唐安煤矿分公司 山西晋城 048400)
摘要：现阶段，国内各科研院所、掘进装备研制企业以及矿业集团等单位，通过产学研联合攻关，积极开展硬岩截割、综合机械化快速掘进研究，取得了许多创新性成果，推动了我国煤矿综掘技术向安全高效发展。目前，提高掘进效率与作业安全性仍然是掘进技术发展的主攻方向，还需要在破岩技术、智能控制、快速掘进等方面继续开展深入研究。针对煤矿岩巷施工特点对全断面岩巷掘进机的使用进行分析，总结技术的优势性，旨在通过设备的规范使用，提高煤矿岩巷施工的稳定性，实现煤矿资源的开采效率需求。
关键词：煤矿；全断面掘进机；岩巷掘进
1 引言
在进入煤层采掘活动前；通常采用底抽巷对瓦斯进行抽采，在煤层下部的岩石中施工小断面瓦斯抽采巷道，采用穿层钻孔进行瓦斯抽采，抽采达标后才允许进行煤层的采掘生产。为了保证采掘生产的正常接续，瓦斯巷的掘进必须超前采煤工作面3 年以上，瓦斯治理越充分，采掘生产时的瓦斯安全隐患越小。目前，煤矿井下全岩巷道掘进多采用的是钻爆掘进工艺，掘进效率低，用人多，劳动强度大，严重制约了矿井生产部署的问题。
2 全断面掘进机的优势
2.1 全可靠，减少劳动风险
采用全断面掘进机掘进时，工人不再需要站在工作面前方打眼和进行临时支护，而是坐在操作室里，完成掘进工作，从而大大降低了工作面落矸伤人的几率。爆破作业是井下掘进过程中非常危险的一个环节，炸药的存放、运输、使用以及爆破时残爆、拒爆、瞎炮的发生，都给安全生产带来极大隐患；采用全断面掘进机掘进，则很好地规避了这些风险。同时，全断面掘进机施工过程噪音小、粉尘少，对工人伤害极低，这与目前我国煤矿行业提倡绿色、安全生产的大方向高度一致。
2.2 对围岩破坏小，易于一次成巷
巷道钻爆法掘进过程中，围岩由于受爆破动载损伤和震动影响，会产生大量的径向爆破裂隙，造成其内部节理裂隙面明显张开、压缩、错动，使其完整性变差。同时，爆破作业方式往往会造成巷道断面不规则，断面成型难以控制。全断面掘进机以刀盘挤压剥落岩石的方式掘进，一方面对围岩破坏较小，可保证巷道稳定性；另一方面掘进断面规则，成型感观较好，便于巷道一次成巷。
2.3 降低劳动强度，提高生产效率
传统的钻爆法，需要人工打眼，然后装药起爆。钻具的搬运、管路的连接、炮眼的施工、药卷的安装、警戒的设置及炮后检查与临时支护，都给工人带来很大的劳动强度及时间上的消耗。目前，国家正逐步废除落后产能，淘汰落后工艺。随着人力成本的不断提升，劳动力短缺现象在煤矿日渐显现。所以，利用先进设备来代替传统劳动密集型作业，提高生产效率，势在必行。
3 煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机的运用
3.1 全断面掘进机设备选型
EQH2800型全断面掘进机是专门为煤矿井下岩石巷道的掘进而设计。该掘进机借鉴了TBM（硬岩盾构）在工程隧道中应用的经验，适用于岩石单轴抗压强度50~150MPa、岩石整体性较好、有一定自稳性的围岩岩巷掘进。（1）EQH2800型全断面掘进机的结构EQH2800型全断面掘进机是一个集机、电、液、光、计算机、自动化、信息化为一体的大型、高效的复杂机械，是集掘进、出渣、导向、支护成洞、通风除尘、保护等多功能一体的高效巷道施工机械。（2）EQH2800型全断面掘进机的技术特征该掘进机主要用于煤矿井下的岩石巷道掘进，也可用于其他非煤矿岩石巷道掘进。通过第二运输机可与自卸车、梭车、皮带运输机等配套，实现掘进、运输连续作业。截割断面直径达2.8m，截割硬度50～150MPa，最小转弯半径180m。
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3.2 工程项目的掘进工艺
煤矿岩巷施工的全断面岩巷掘进机掘进过程中，具体工艺如下 ：第一，在掘进的过程中，系统的主液压缸会使刀盘呈现均匀分布的状态，并将刀具紧紧压在岩石上，当刀盘在马达上进行下旋转时，岩石在道具的作用下会出现压力破裂的现象，当破碎的岩石被转动铲斗收集病进入胶带传输系统之中，会将挖掘的矸石运出。第二，在机械设备前护盾以及刀盘推动的作用下，系统会在大型液压缸的作用下撑住峒壁，以便为前护盾以及刀盘提供推力。第三，在机械系统前进到一定长度之后，设备中的刀盘会停止运转，前护盾会被稳定器支撑，设备会固定在隧道岩壁之上，通过这种推动方法的使用形成循环掘进。第四，在一些内循环系统中，会随着后平台向前移动，接上长钢轨之后实现平台前移，提高系统运行的稳定性。
3.3 通风机除尘
煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机使用中，通过通风除尘技术的运用，应该考虑到系统运行的状态，每人供氧气保持在4m3/min，风量为200m3/min等，通过系统使用标准的确定，提高通风机除尘的稳定性，实现煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机合理使用。在煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机系统运行过程中，需要在刀盘上安装旋转式的喷嘴，喷水量可以按照系统的状况进行调节，之后合理降低粉尘的浓度。机械系统使用中，应该将污浊的空气传送到空气处理器中，并结合水室除尘运行的状况，提高系统运行的稳定性。
4 煤矿全断面岩巷掘进机发展方向和趋势
4.1 全断面岩巷掘进机的国产化和煤矿化
充分国产化护盾式、敞开式斜井，巷道全断面岩巷掘进机和立井全断面岩巷掘进机，采用先进的传动技术、滚刀技术以及钻探技术，使得全断面岩巷掘进机具备新的地质适应能力。开发煤矿千米井深的主斜井用双模式单护盾全断面岩巷掘进机，适应倾角16°以上。开发煤矿岩巷敞开式全断面岩巷掘进机，具备煤矿地质、坡度( 上下) 、截面和长度适应性以及经济适应性，同时在千米井深高应力、高瓦斯和高涌水情况下也能够适应。开发千米立井全断面岩巷掘进机，适应千米以上井深的建井要求。
4.2 煤矿全断面岩巷掘进机成套化
完全国产化全断面岩巷掘进机连续运输系统，开发千米井深斜井长距离带式输送机和垂直提升带式输送机，适应现代大型煤矿岩巷和煤巷高效快速掘进要求。开发煤巷全断面高效掘进连续运输系统，适应大采高工作面高产高效开采要求。开发煤岩巷全断面高速高效掘进系统，适应薄煤层高产高效开采要求。开发立井全断面岩巷掘进机成套装备，完成高速高安全建井要求，实现竖井建设的充分机械化自动化。
4.3 煤矿全断面岩巷掘进机产品的自动化、信息化和智能化
充分利用现代传感器、网络和计算机等技术，使得煤矿全断面岩巷掘进机产品具有故障诊断和智能控制能力，采用变速驱动技术和机、电、液一体化技术，提升全断面岩巷掘进机产品的可靠性和寿命以及可用性，机械利用率提高到40%～60%，掘进速度提高到月进尺800～1200m。充分利用信息化技术，实现全断面岩巷掘进机产品三维设计和CAE，提高产品开发速度和质量，提高全断面岩巷掘进机产品的创新和研究开发能力。
5 结束语
总而言之，在煤矿岩巷施工的过程中，为了提高工程项目施工的整体效率，应该结合煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机的施工特点，进行掘进施工方案的总结，构建针对性的系统运行机制，并通过煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机使用状况的分析，提高系统运行的安全性、稳定性。
参考文献：
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[2] 马忠跃.岩巷快速掘进装备现状与发展趋势[J].矿业装备,2017(06):76-77.
[3] 吴晋军.小断面岩巷掘进机液压系统的设计[J].煤炭技术,2017,36(06):282-283.
论文作者:石曙光
论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/18
标签：断面论文; 煤矿论文; 掘进机论文; 巷道论文; 系统论文; 岩石论文; 高效论文; 《电力设备》2019年第9期论文;