摘要：从矿井生产实际来说，开采环境日益复杂，影响着开采作业的安全性和效率，我国不断加大快速掘进技术的研究，积极推广高效技术，提出了几种快速掘进工艺。其中，连续采煤机掘进工艺为主要技术手段。在实际应用中，利用连续采煤机，结合运用其他工器具，开展掘进作业，能够保证作业的效率和安全性。
关键词：连续采煤机；大断面开切眼；快速掘进技术
从工程实践应用效果来说，连续采煤机大断面开切眼快速掘进技术的合理应用，能够提高施工作业的效率和安全性，保证工程按期高质量完成。为发挥技术的作用，在施工作业中，要做好技术应用质量的严格把控，减少质量问题和安全隐患的发生。
1 案例概述
以某煤矿为例，工作面开切眼位于2-2煤层中，开采作业巷道布置煤翼辅运大巷西侧，南部布置的是203综采工作面，处于开采状态，北部为未开采区域，西部为井田边界。此煤矿切眼掘进作业内，煤层底板起伏变化比较小，倾角不超过1°，煤层厚度范围为3.10m-3.30m，煤层普氏数处于2.3-3.0范围内。从煤层情况来说，靠近开口位置比较厚，为稳定煤层。开切眼掘进作业区域，上层覆盖的松散层，厚度范围为21.1-38.1m，地势体略平缓。现结合此工程实践，分析连续采煤机大断面开切眼快速掘进技术的具体应用。
2施工方案及掘进工艺
（1）施工方案。由于201工作面切眼巷道断面较大，12CM15型连续采煤机截割头宽度为3.3m，无法一次截割至设计断面，为实现安全、快速掘进的目的，根据巷道的煤岩特性、地质及施工条件，考虑到201工作面开切眼的施工工期要求，决定采用交替掘进、掘支平行作业、一次成巷的施工工艺，掘进时先使用连采机进行切槽3.3m，然后采垛1.7m,先掘进5.0m宽断面7m后，进行永久支护，当5.0m宽断面掘进超过20m后，开始刷帮，刷帮宽度为3.3m，然后交替进行作业，刷帮完毕后单体液压支柱及时跟进工作面，锚杆机进行刷帮侧永久支护，同时连采机移到5.0m宽断面继续向前掘进，实现巷道掘进与支护平行作业，降低支护作业影响时间，达到快速掘进的目的。
（2）掘进工艺。采用连续采煤机进行截割，使用梭车、给料破碎机和顺槽胶带机共同完成煤炭运输。
（3）掘进循环进尺。巷道正常掘进时，若顶板完好无裂隙，循环进尺为5m，最大空顶距为7m；若顶板有裂隙但不破碎时，循环进尺为3m，最大空顶距为5m；当掘进遇地质构造或顶板破碎，极易冒落时，短掘短支，掘进1m支护1m。
3连续采煤机大断面开切眼快速掘进技术的应用
（1）开切眼煤层顶板具体情况
从顶板实际情况来说，具体如下：①老顶。以中粒砂岩和粉砂岩为主，其中中粒砂岩的厚度范围为8.0-15.0m；粉砂岩厚度为11m，岩石的固结性较好，不易跨落。②直接顶。以粉砂质泥岩和泥岩为主，其中粉砂质泥岩厚度为0.6-1.2m；泥岩厚度为1.0m，含有植物叶片化石。③伪顶。为粉砂质泥岩，厚度为0-0.5m，质软，遇水极易软化，被垮落。④直接底。以粉砂岩和粉砂质泥岩为主，粉砂岩厚度为0.8-2.0m，粉砂质泥岩厚度为1.2m，质松软，遇水会软化。
（2）切眼设备和支护方式
在作业中，使用的设备情况如下：①连采机。型号为12CM15，功率553kW；②梭车。型号为10SC32-48B-5，功率为219kW。③胶带输送机。型号为DSP-1080/1000，功率为160kW。④其他设备。此次施工，工作面切眼巷道的断面是矩形，巷道总长度为300.54m，为了满足支架车调车作业的实际需要，总计设计5个长度为11m的调车硐室。掘进的高度是3.7m；掘进作业宽度是8.3m，端头支架硐室以及煤机安装硐室掘进作业宽度是9.8m，高度都按照3.7m进行。基于巷道围岩性质，以及以往作业巷道支护参数等，运用工程类比法，最终确定此次作业，采取锚杆+钢筋网片+锚索+单体液压支柱方式，进行联合支护。考虑到切眼断面很大，为了保证施工作业的安全性，在切眼中以及煤机安装硐室等，设置一排单体液压支柱加强支护。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为避免影响后期施工作业，切眼中设置的单体液压支柱距设计为，正帮距离3.3m；排距为1.0m。在施工作业中，单柱作业必须要做好安全防护，佩戴安全帽，穿靴子，挂防倒绳。
（3）施工方案和施工工艺
开切眼快速掘进施工方案：考虑到巷道断面很大，使用型号为12CM15的连续采煤机，难以实现一次性切割，为保证作业安全快速进行，结合巷道情况，从煤岩特性以及地质情况等方面分析，为保证施工工期，最终决定采取交替掘进作业方式，掘支平行作业，一次性成巷。在掘进作业中，使用连续采煤机，完成切槽3.3m后，采垛1.7m，完成5.0m宽断面掘进7m作业后，开展永久支护作业。当掘进20m后，进行刷帮作业，宽度控制为3.3m，后开展交替作业。完成刷帮作业后，及时开展单体液压柱作业，使用锚杆机，开展刷帮侧的支护作业，并且把连续采煤机，移动到5.0m宽断面，开展掘进作业，实现平行作业，减少支护作业开展对施工工期的影响，实现快速掘进。
掘进工艺：在施工作业中，使用连续采煤机设备，进行切割作业；使用梭车和给料配料机等，进行煤炭运输作业。开展巷道掘进作业时，如果顶板没有产生裂隙，则按照循环进尺5m以及最大空顶距7m参数作业。如果有裂隙但没有破碎，则按照循环进尺3m以及最大空顶距5m参数作业。若顶板破碎，或者地质结构较为破碎，那么按照短掘短支作业方式，掘进1m，支护1m。
（4）技术应用效果
在施工作业中，掘进循环进尺5m，实行三八制作业方式，组织两班人员进行。月进尺540m，大约20天能够完成贯通。从施工作业效率角度来说，工作效率得以提高，缩短了施工作业时间，减少了支护作业的不利影响。除此之外，采取此工艺，不仅克服了大断面开切眼掘进作业的难题，实现了安全快速作业，降低了施工成本，保证了生产效率。
4连续采煤机大断面开切眼快速掘进技术的应用总结
在巷道开采作业中，使用连续采煤机，开展大面积开切眼快速施工作业，能够获得不错的成效。为保证技术应用的效果，要做好以下要点的把控：（1）合理设计施工方案。结合工程实际情况，进行快速掘进技术的优化，制定科学合理的施工方案，保证掘进作业的质量和效果。（2）做好安全管理工作。在施工作业的过程中，巷道掘进和支护作业，必须要做好安全管理，及时消除安全隐患，保证作业的安全性，避免安全事故的发生。严格落实技术交底制度，督促施工作业人员做好安全防护，保证自身的安全。（3）做好技术应用质量的把控。施工作业人员要严格按照技术规范和要求，开展掘进施工作业，保证施工进度和质量。工程管理人员要严格按照安全文明施工规范，做好各项影响施工技术应用效果因素的把控。从人员和机械设备等方面，采取严格的把控措施，保证作业的质量和效率，实现快速高质量作业目标。
5结论
（1）掘进循环进尺为5m，采用“三八”制作业，两班生产，一班检修的劳动组织形式，正常情况下每个小班完成2个循环、每天完成4个循环，循环率按90%考虑。月进尺：S=5×4×30×90%=540m，则大断面切眼正常情况下只需要20天就可以实现贯通。
（2）从工时利用方面，一次成巷的施工工艺与两次成巷工艺相比，节约了大约1/3的时间，提高了效率，连采机在5.0m断面巷道正常掘进时，刷帮侧进行支护作业，同时尽可能在连采机掘进完毕一个循环时，锚杆机将上一循环支护完毕，降低了支护作业影响的时间。
（3）使用12CM15型连续采煤机配合10SC32-48B-5型梭车及CMM4-20型锚杆机，采用锚网索+单体液压支柱支护及先切槽、采垛、后刷帮，掘支平行作业，一次成巷的施工工艺，解决了宽度8.3-9.8m大断面开切眼掘进效率低的问题，实现了大断面开切眼安全快速掘进的目的，节约了成本，提高了生产效率。
参考文献
[1]任崇鹏。连续采煤机大断面开切眼快速掘进技术[J].山东工业技术，2018（22）.
[2]潘翔。煤巷快速掘进技术研究[J].山东煤炭科技，2017（06）.
论文作者:倪兴洋
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第20期
论文发表时间:2020/4/28
标签：作业论文; 断面论文; 巷道论文; 进尺论文; 泥岩论文; 顶板论文; 采煤机论文; 《科学与技术》2019年第20期论文;