综合机械化掘进技术在煤矿生产中的实践与探索

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摘 要：综掘机械化作业线就是在一条用掘进机掘进的巷道内，将定向掘进、运输、通风、除尘、材料运输、巷道支护及供电系统等设备配套，形成一条效率高，相互配合、连续均衡生产完整的掘进系统，达到掘进过程全部机械化，从而实现较高的掘进速度和较好的经济效益。本文主要探讨综合机械化掘进技术在煤矿生产中的应用。

关键词：综合机械化；掘进技术；煤矿

煤炭是重要的一次能源，随着工业的发展生产规模的不断扩大，煤炭在国民经济中的地位越来越重要。为了满足社会对煤炭日益增长的需求，从20世纪70年代末期以来，我国矿井主要采取了两项技术措施，一是在矿井巷道设计中多将巷道布置在煤层中，增加了煤及半煤岩巷在井巷工程中的比例，以缩短施工工期，增加掘进出煤量；二是发展采掘机械化，提高采煤工作面的开采能力，增加了矿井的回采煤量，这两项措施，都要求加快煤巷及半煤岩巷的掘进速度，特别是采煤综合机械化的发展和高产高效矿井建设的需要，要求加快回采工作面推进速度[1]。

一、综合机械化掘进设备配套原则

根据综合机械化掘进工作面的地质条件和掘进工艺，对配套设备进行合理选型，组成综合机械化掘进作业线，充分发挥单机设备的能力。为了提高综合机械化掘进成套设备的可靠性，保证各单机的最佳工况和协调工作，设备配套应遵循以下原则：

（1）配套单机的主要技术特性和参数，必须满足掘进巷道的地质条件和巷道掘进工艺的要求；

（2）综合机械化掘进成套设备的综合生产能力，应以掘进机的生产能力为主要依据。

（3）配套单机之间的配套尺寸和布置应当合理。

二、煤巷综掘工艺

综掘机有煤巷掘进机和岩巷掘进机两类。

（1）破煤。综掘机在工作面破煤（岩）是靠镶有截齿的截割头转动来完成的。截割头和截割臂连为一体。截割臂由液压缸控制，可在工作面左右、上下移动，截割出各种形状的巷道。（2）装煤及运输。掘进工作面的煤被截割下来以后，落入巷道底部，在掘进机下部有耙爪，截割头破煤的同时，耙爪不断地把煤耙入掘进机的刮板输送机内，转运到后面的胶带输送机上运出工作面。（3）掘进机的行走机构。掘进机为履带行走机构。在掘进中，由司机操作自行向前移动[2]。

煤及半煤岩巷的掘进施工方法主要有：

（1）钻眼爆破掘进法，这是传统的施工方法，其优点是施工技术设备要求不高，地质条件适应性强，可施工不同形状，不同断面的巷道，巷道长度、坡度、方向等不受限制，缺点是施工工序多、劳动强度大、劳动效率低。（2）采用综合机械化掘进（即综掘），综掘是使用掘进机完成截割、装载、运输煤岩，将煤岩转载到运输设备中运出，实现连续掘进，它具有工序少、效率高、进度快，施工安全、劳动强度低等优点。

三、综合机械化掘进中的安全注意事项

综合机械化掘进在掘进效率上有很大提高。但是，由于在使用过程中的各种失误，曾发生过绞人、倒柱、冒顶以及摩擦火花引燃瓦斯等事故。所以，综掘安全问题应引起我们的重视。为了综掘机的安全运行，防止事故发生，要求综掘司机必须是经专门培训、经考试合格的人员持证上岗。在工作中，必须严格执行《规程》中使用掘进机掘进的规定。工作面其他人员不能开动掘进机，当综掘机发出启动信号后要远离掘进机，决不能在综掘机前方停留，防止绞入事故发生。

掘进机按掘进巷道断面的切削过程，有全断面掘进机和部分断面掘进机两种。全断面掘进机工作机构同时在整个工作面断面内破碎煤岩，并连续掘进，但其仅能掘进圆形断面，断面利用率低，水沟不易布置，不能拐小弯，工作机构维修不方便，主要适用于大型矿井长距离水平巷道、中硬以下岩石的掘进。部分断面掘进机的工作机构为悬臂布置，仅能同时截割工作面煤岩断面的一部分，必须在断面内多次连续地移动工作机构，才能沿整个工作面碎落一层煤岩，掘进机才能向前推进一次，完成一个掘进循环。部分断面掘进机多用于煤巷，故又称为悬臂式掘进机或煤巷掘进机。这种掘进机主要用于煤巷和半煤岩巷掘进，掘出的巷道断面形状为梯形或矩形[3]。

（1）掘进机要按照转载部、装载部、截割部的顺序先后启动，启动装载部时，如果铲板上压煤太多，应将掘进机退回lm左右，禁止带强负荷启动；启动截割部时，如果截割头在煤壁内，应把掘进机退回，以截割头露出煤壁为止，禁止带负荷启动。停机时，要按照截割部、装载部、转载部的顺序依次停车。（2）每台掘进机必须有正副司机两人，配合操作，在运行过程中，司机要特别注意前、后、左、右，尤其是转载部可摆动的运输机，不要碰人或挂倒棚子。遇有威胁人身及机器安全情况时，副司机应立即按动紧急停车按钮。（3）滚筒伸缩只做打棚窝用，不得长时间将滚筒伸出割煤。（4）掘进机向前行走时，要注意扫底并清除机体两侧的浮煤，扫底时应一刀压一刀，以免出现硬茬，防止抬高机体，减小断面高度，降低机体的稳定性。（5）掘进机的截割头在最低位置工作时，如底部掏槽、开切扫底、打柱窝、掘水沟时，装载机的铲煤板必须放到最低位置，严禁抬起铲板。截割头下放到最低位置时，截割头与铲板的距离不得小于300mm[4]。（6）掘进机在正常作业中，若发生故障时应立即停车处理，禁止在运行中进行一切修理工作。

四、结论

总之，综合机械化掘进是在掘进工作面采用了综掘机掘进，实现了破岩、装岩及运输的机械化。本文通过对综合机械化掘进技术在煤矿生产中的实践进行分析，能够加快煤矿掘进效率，并且保证开采的质量和安全。

参考文献

[1]于波. 浅谈机械化在煤矿采中的应用[J]. 科技创新与应用，2014，05：111.

[2]李天罡. 大型煤矿综合机械化开采的分析[J]. 科技创业家，2014，03：125.

[3]曹飞飞，甄浩，袁野，严斌. 浅析岩巷掘进设备的选型及配套[J]. 中小企业管理与科技（下旬刊），2014，01：142-143.

[4]康乐. 煤矿综采工作面的综合机械化开采技术分析[J]. 能源与节能，2014，02：169-170.

作者简介

孙斌，（1983-），河南虞城人，工程硕士，毕业于河南理工大学矿业工程专业。