摘要：采掘协调一直是煤炭生产过程中关注的重要问题，特别是采煤综合自动化、信息化发展以来，采煤工作面推进速度不断加快，同时也要求为准备采煤工作面服务的煤巷掘进速度大幅提高。巷道掘进所需要的机械装备除悬臂式掘进机、连续采煤机、掘锚机组等主要掘进工作机械以外，还需要巷道支护、运输、破碎等作业机械，以及通风、供电、供水、除尘等保障作业系统等。本文分析了煤巷快速掘进系统的发展趋势与关键技术。
关键词：煤巷快速掘进系统；发展趋势；技术；
在煤层中开挖巷道时，考虑到煤体与岩体物理力学参数的差异性，在煤层中掘进巷道时，随着巷道断面的逐渐加大、采深不断加深以及服务年限的延长，使得巷道的受力状态逐渐地变得复杂，给巷道的开掘和支护带来了新的问题。
一、煤巷快速掘进系统的发展趋势
1.提高炮掘进尺。如何有效提高炮掘进尺是实现高产高效矿井一项值得重视和研究的技术，具有进一步推广的价值。一是加强炮掘机械化。要在主要的施工工序上实现机械化，达到安全、快速、高效、低耗的掘进效果，比如：凿岩机若干台，扒装机一台，刮板运输机若干台，胶带运输机若干台，锚杆钻机若干台。可根据实际情况对炮掘机械化配套。二是加强爆破工艺。由于煤软易于爆破，我们要特别重视爆破方案与效果的研究，现场跟踪爆破效果，尽量不浪费物资和做不必要的运煤。还应当采取保边爆破，控制好周边眼的爆破，尽量保证一次成巷，使用毫秒雷管一次放炮。这样就可以在钻眼爆破这个环节上节省时间,提高效率。
三是保证快速装运。我们在选择运输设备时, 应使运输能力大于装载能力。当使用胶带输送机或刮板输送输，应随掘进头的推进迅速前移,能快速拆卸，井防止机械事故发生。当采用矿车运输时，应缩短调车距离,合理布置好绞车，加快调车速度。这样就可以在装载和运输上提高工作效率, 节省时间，提高速度。
2.提高综掘进尺。要提高综合机械化掘进法掘进进尺，需要在掘进机掘进的巷道内配备转载运输、通风除尘、支护设施、辅助运输、测量定向、安全保障、供电等设备或系统，组成一个综掘机械化作业线，从而形成一条效率高、相互配合、机械化生产的掘进系统。一是提高综掘设备的引进。今后向着扩大综掘机适用范围，增加切割能力，提高工作稳定性，发展自动控制、提高元部件的可靠性，发展掘锚联合掘进机等方面进行引进。选好了综掘机也就为提高掘进进尺打下了雄厚的物质基础，为完成掘进任务做好了准备。二是提高劳动组织。综掘作业在劳动组织上，要协调好切割与支护的时间，可根据地质实际情况进行调节，运料是综掘作业线一个重要环节，因距离远，运料困难，可根据情况改造皮带运料，或在作业工序上，运用检修，和交接班时运送物料，提高效率。三是选择好的运输系统。根据运输设备的不同，综掘机械化作业线主要类型有以下3 种：一掘进机+ 胶带输送机的作业线；二掘进机+ 刮板输送机的作业线；三掘进机+ 矿车的作业线。前两种作业线属于连续运输，用胶带输送机时运输能力大生产效牢高，而用刮板输送机时可适应巷道坡度变化大、长度较短的条件，两种输送机各有优缺点，要根据实际情况仔细分析论证，不能肓目选择。后一种属间断装载，输送机运煤系统未建成之前连续运输或间断装载，也同样要根据实际情况，科学论证和选取，要重视决策的重要性。
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二、关键技术
1.煤巷综合机械化掘进技术。该技术依靠悬臂式掘进机作为掘进的最关键设备，配合支护系统、运输系统完成巷道的掘进工作。机载锚杆钻机负责巷道的初步掘进，在其完成巷道岩层的掘进之后，由悬臂式掘进机进行煤岩的破碎及落煤，桥式转载机将采掘到的煤炭输送至输送机上，输送机一般选择可伸缩带式输送机，因为其行走性能较好，由此完成掘进工作。这是我国煤企使用最为广泛的掘进方式。一是半煤岩巷高效掘进技术。目前我国煤矿巷道的掘进工作中，有１／５的掘进作业是在半煤岩巷道中进行的。在半煤岩巷道，其断面中有１／５～４／５的部分是岩石，这种煤巷的截割普氏系数ｆ 在６～８之间。对于这种半煤岩巷，主要是使用中、重型掘进机进行采掘。该掘进机整机质量一般都在５０ｔ以上，截割功率接近甚至超过２００ｋＷ，这些机型的使用量占到半煤岩巷机械使用总数的近八成。二是全岩巷高效掘进技术。对于大断面全岩巷的掘进工艺，主要依靠重型悬臂式掘进机。对于这种重型机械的研究，世界上最先进的国家有德国、奥地利、英国等，他们所研制生产的重型掘进机为其他许多国家提供了很多技术参考。在全岩巷掘进中，超重型掘进机总计重量在１００ｔ左右，截割功率在３００ｋＷ 左右。
2.大断面煤巷下连续采煤机的高效掘进技术。对于大断面煤巷的掘进工作，目前应用最广的是连续采煤机的快速掘进工艺。连续采煤机是当下提高煤巷综掘能力的主要设备，它可以独立完成煤炭的采掘、装载以及自身行走，并且在掘进时和支护共同作业，平行推进，效率相比其他掘进方式有了很大提高。在巷道中进行掘进工作时，钻车和采煤机相互交错作业，当采煤机进行煤炭的采掘和装运工作时，钻车在回风巷道进行巷道顶板的支护；在采煤机的一次采掘工作完成后，钻车将与其互换位置，以实现两者的平行作业。两者在互相交错时，需要在多条煤巷之间间隔５０ｍ处开拓连接巷道，以此保证两者位置互换时的连贯性。此技术对煤岩的要求相当苛刻，并且只适用于多条巷道的掘进。
3.掘锚机组一体化掘进技术。掘锚机组一体化掘进技术是一种新型技术，主要依托于连续采煤机或者是悬臂式掘进机，在两者之上组合支护设备，实现了掘进与支护的同时进行。一是对以连续采煤机为基础的掘锚机组来说，它实现了掘锚的同时工作，即煤炭的截割和顶板的支护基本是同时进行的，截割部和输送部先向前移动，同时，锚杆机向顶板打眼进行锚杆的安装完成支护工作；在这种机组的作业过程中，先进行掘进作业，待留出一定空间后，锚杆钻机进行支护。二是悬臂式掘进机机载锚杆钻机掘进工艺是由我国主导研发的，由于传统工艺在巷道掘进作业进行时，掘进作业与支护作业之间无法实现顺畅的相互促进，特别是在锚杆支护得到普遍应用之后，支护作业相比于掘进作业的比重大幅增加，大大激化了两者之间的冲突。因此，为解决这一冲突，国内研究人员在多次试验之后，由于锚杆钻机配置工艺的复杂性和局限性，该工艺还有很大的改进空间。
相比于国外其他发达国家，我国在快掘工艺的改进方面还有很长的路要走。从现实情况可以看出，国内自主研制的掘进机其可靠性、实用性和作业能力还比不上国外的产品。同时，国产其他煤机装备在关键技术上还是依靠进口，达不到完全自主的水平，这还需要我们投入大量精力进行改进。
参考文献：
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[3]葛明.煤岩巷道快速掘进工艺技术成果显著[J].科技日报,2015(11).
论文作者:周杨
论文发表刊物:《基层建设》2017年第22期
论文发表时间:2017/11/9
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