薄煤層快速掘進(jìn)施工技術(shù)研究與應(yīng)用

祁旭

摘要：現(xiàn)階段不斷地提高我國薄煤層的開采工藝、實(shí)現(xiàn)開采技術(shù)朝先進(jìn)化、自動(dòng)化方向發(fā)展。改善薄煤層的開采方法，提高采煤技術(shù)水平、提高煤的產(chǎn)出率，滿足煤礦生產(chǎn)企業(yè)的自動(dòng)化的開采技術(shù)要求，更好地提高我國煤礦的開采能力。本文對(duì)我國薄煤層快速開采技術(shù)的工藝進(jìn)行了分析探討，并對(duì)未來的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望，有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：快速掘進(jìn)；機(jī)械化；現(xiàn)場管理

1 引言

由于礦井下條件復(fù)雜，水、火、瓦斯、煤塵、頂板“五害”俱全，井田地質(zhì)構(gòu)造極其復(fù)雜，軟巖多，地壓大，巷道變形失修率高，嚴(yán)重制約著礦井單進(jìn)水平的提高。目前嚴(yán)峻的煤炭形勢(shì)，某礦生對(duì)產(chǎn)布局進(jìn)行調(diào)整，降低回采成本，回采低瓦斯非突出煤層。為了盡快扭轉(zhuǎn)生產(chǎn)被動(dòng)局面，保證礦井持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，礦堅(jiān)持依靠科技進(jìn)步，努力提高掘進(jìn)主導(dǎo)技術(shù)的科技含量，特別是在薄煤層綜掘機(jī)的使用和支護(hù)聯(lián)合問題上不等不靠，創(chuàng)造條件，在實(shí)踐中不斷積累總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，使單進(jìn)水平顯著提高，保證了礦井生產(chǎn)接替和持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，取得了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益雙豐收。

2 制約快速掘進(jìn)的因素分析

巷道掘進(jìn)是一個(gè)系統(tǒng)工程，制約快速掘進(jìn)的因素主要是支護(hù)方式、裝備陳舊落后、輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)多且工人勞動(dòng)量大、工序管理不到位與勞動(dòng)者素質(zhì)低等，要提高掘進(jìn)速度，就要革新裝備、加強(qiáng)管理才行。

（1）管理制約因素

無論是全自動(dòng)機(jī)械化作業(yè)，還是全人工原始施工，施工人員是關(guān)鍵因素，在施工中如何提高員工的積極性是決定掘進(jìn)速度的重要因素，從“以人為本”的角度采取了以下有效措施，為實(shí)現(xiàn)中厚煤層半煤巖巷道的快速掘進(jìn)提供了必要條件。

（2）掘井工作環(huán)境因素

由于薄煤層的采高較小，活動(dòng)空間有限，其粉塵問題一直是制約薄煤層快速掘進(jìn)的影響因素之一。綜掘機(jī)在切割的過程中切割的煤層、頂板及底板硬度不一致，導(dǎo)致截齒的受力不均勻，使掘進(jìn)機(jī)在切割的過程中，產(chǎn)塵量大。因此，薄煤層半煤巖掘進(jìn)的塵源主要是掘進(jìn)機(jī)切割破巖產(chǎn)生的粉塵。這些粉塵呈懸浮狀態(tài)并隨著工作面風(fēng)流擴(kuò)散，會(huì)造成很嚴(yán)重的煤塵污染，同時(shí)還容易引起煤塵爆炸的事故。

（3）支護(hù)技術(shù)落后

在復(fù)雜地質(zhì)條件下開采薄煤層，一些中小煤礦仍采用傳統(tǒng)掘進(jìn)、木棚或砌碹支護(hù)方式，不僅采掘比例失調(diào)嚴(yán)重，而且因支護(hù)方式不當(dāng)使巷道掘進(jìn)發(fā)生冒頂片幫事故。目前掘進(jìn)存在的主要問題是施工速度慢、施工技術(shù)落后；支護(hù)方式不合理。

3 推廣綜合高效降塵技術(shù)

薄煤層半煤巖綜掘高效降塵技術(shù)主要結(jié)合薄煤層綜掘的特點(diǎn)，分析掘進(jìn)過程的主要塵源，研究掘進(jìn)過程產(chǎn)生的巖粉的特性，根據(jù)煤、巖粉的特性和薄煤層掘進(jìn)的實(shí)際條件，針對(duì)性的采取有效的礦用通風(fēng)濕式高效降塵系統(tǒng)，將通風(fēng)與降塵有機(jī)地結(jié)合在一起，降低掘進(jìn)工程中的粉塵濃度。由于煤層賦存較薄，截割過程中會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，不僅增加了施工難度，還直接影響著施工進(jìn)度，并且對(duì)職工健康帶來危害。

目前綜掘工作面綜合防塵措施：（1）采用濕式打眼，施工人員佩戴防塵口罩；（2）每班對(duì)距工作面100m范圍內(nèi)巷道周邊進(jìn)行沖洗；（3）每周一次對(duì)巷道進(jìn)行灑塵；（4）距掘進(jìn)工作面不大于 50m 回風(fēng)流處安裝一道全斷面水幕，實(shí)行凈化風(fēng)流，切割時(shí)必須開啟全斷面水幕；（5）使用現(xiàn)有降塵風(fēng)機(jī)除塵，吸風(fēng)口距迎頭不大于5m，除塵風(fēng)機(jī)供水正常。除塵風(fēng)筒吊掛平直，不漏風(fēng)；（6）各轉(zhuǎn)載點(diǎn)設(shè)噴霧裝置，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噴霧使用正常；（7）掘進(jìn)機(jī)安設(shè)外噴霧裝置，切割時(shí)開啟。

在薄煤層半煤巖綜掘工作面采用高效降塵技術(shù)后，能有效地降低綜掘工作面的粉塵濃度，特別是呼吸性粉塵濃度。在長壓短抽的通風(fēng)降塵系統(tǒng)中，使用螺旋風(fēng)流發(fā)生設(shè)備，能有效地控制粉塵向巷道外擴(kuò)散，有利于提高綜掘工作面的收塵效率。在綜掘工作面使用內(nèi)、外噴霧，能將掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)生的粗粒粉塵迅速沉降，減少濕式除塵器的負(fù)荷。

4 人員素質(zhì)及現(xiàn)場管理

（1）合理分工，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)的流水作業(yè)

任何一條巷道掘進(jìn)都是一個(gè)綜合系統(tǒng)性的工程，涉及掘進(jìn)、支護(hù)、轉(zhuǎn)載、運(yùn)輸、供電、供排水、通風(fēng)、通訊、安全等多個(gè)環(huán)節(jié)協(xié)同作業(yè)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會(huì)影響到巷道的掘進(jìn)速度。根據(jù)掘進(jìn)過程將人員分為工長、組長、掘進(jìn)司機(jī)、支護(hù)工、皮帶司機(jī)、清煤工和檢修工。各項(xiàng)工作責(zé)任到人，合理分工，流水作業(yè)，保證快速掘進(jìn)的同時(shí)也能使工人得到體力的補(bǔ)充。

（2）強(qiáng)化培訓(xùn)，提高員工的綜合素質(zhì)

巷道掘進(jìn)是一個(gè)綜合的施工工藝，不僅要有現(xiàn)代化的設(shè)備，使用這些設(shè)備的施工人員也應(yīng)該有較高的綜合素質(zhì)。針對(duì)設(shè)備的特點(diǎn)、操作方法、注意事項(xiàng)以及在使用過程中可能出現(xiàn)的問題和簡單的處理方法等對(duì)這些人員展開培訓(xùn)，務(wù)必使他們實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的熟練操作。

（3）做好后勤保障，營造員工良好環(huán)境

良好的環(huán)境不僅能給人帶來愉快的心情，也能提高員工的工作積極性，使他們得到更好的休息，體力和精力得到更好的恢復(fù)。對(duì)服裝、澡堂、燈具等基本后勤工作有專人負(fù)責(zé)，及時(shí)清洗工人的換洗衣物。此外，通過及時(shí)召開座談會(huì)，交流溝通工人在巷道掘進(jìn)過程中的經(jīng)驗(yàn)、心得及工作生活中遇到的困難，在相互學(xué)習(xí)充電的同時(shí)也使礦上領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)了解工程的進(jìn)展和工人的心里動(dòng)態(tài)，消除員工的各種后顧之憂，使他們?nèi)耐度氲焦ぷ髦?，為巷道的快速掘進(jìn)提供了保障。

5 推廣聯(lián)合支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

對(duì)頂板條件較好、壓力不大的巷道，不進(jìn)行支護(hù)；頂板條件差、壓力較大的巷道，用木棚、砌碹支護(hù)；頂板破碎或過斷層時(shí)用砌碹加U型鋼架支護(hù)。而木棚或砌碹支護(hù)施工量大、周期長，承力小，易致巷道變形和冒頂片幫，成本也高，有必要采用新的支護(hù)技術(shù)，合理選擇支護(hù)參數(shù)，提高支護(hù)效率，降低成本。

6薄煤層采煤技術(shù)的總體發(fā)展趨勢(shì)

薄煤層的開采高度較小，頂板的壓力也較小，由此可使今后薄煤層的高產(chǎn)及高效的采煤技術(shù)與方法，是以提高長壁中工作面的自動(dòng)化水平為主。鑒于薄煤層中工作面內(nèi)的作業(yè)操作困難，所以，使薄煤層的工作面中的開采、支運(yùn)等工序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化、智能化，對(duì)于開采人員及單位而言，有著重要的作用及意義。采煤的技術(shù)盡快達(dá)到自動(dòng)化要求、并將計(jì)算機(jī)的智能控制引入開采環(huán)節(jié)，采用多種靈活的方式相互結(jié)合應(yīng)用，較快地實(shí)現(xiàn)我國薄煤層采煤技術(shù)的自動(dòng)化、規(guī)范化、智能化開采。

結(jié)語

結(jié)論（1）采用了“以人為本，動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，科學(xué)調(diào)控”的指導(dǎo)思想，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了薄煤層掘進(jìn)速度，施工中未出現(xiàn)任何事故，做到了“又快又好”施工。

（2）綜合防塵技術(shù)的推廣應(yīng)用，充分降低了粉塵對(duì)施工的影響，為工作面的施工提供了良好的條件，使職工的職業(yè)健康有了保證。

（3）聯(lián)合支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，大大減輕了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，提高了掘進(jìn)速度和工作效率。

參考文獻(xiàn)

[1]毛德兵，藍(lán)航，徐剛.我國薄煤層綜合機(jī)械化開采技術(shù)及其新進(jìn)展[J].煤礦開采，2011，16（3）：11-14，76.

[2]李曉勇.開拓巷道掘進(jìn)速度的影響因素及對(duì)策[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（02）.

（作者單位：冀中能源股份有限公司章村礦掘進(jìn)區(qū)）