快速掘进系统
煤矿智能化掘进系统的开发与应用
煤矿智能化掘进系统的开发与应用摘要：为提升煤矿开采的效率和质量，大部分煤矿企业对于掘进机械的技术水平较为重视，如何提升掘进机械的智能化水平成为相关领域的一项研究热点。
但由于煤矿掘进机械的智能化涉及到的技术领域较多，因此这些机械设备在智能化方面仍有着一定的提升空间。
这就需要对煤矿智能化掘进系统做进一步的深入探究，并将其应用到工程实践当中，充分发挥其优势。
关键词：煤矿；智能化掘进系统；系统开发引言如今在进行煤矿井下作业时，所使用的挖掘设备已经逐渐趋向于智能化，原有的挖掘技术已无法满足现代生产的需求，必须对煤矿井下作业时所使用的设备进行改进与完善，才能够提高煤矿井下作业的工作效率，进一步保证煤矿安全、可持续发展。
1智能掘进的内涵智能化掘进是通过构建多机协同控制系统，实现连续、快速、稳定、安全智能化巷道掘锚运作业。
近期发布的“煤矿智能化建设标准或指导意见”建议掘进工作面的智能化建设总体目标包括有:设备的无线遥控、自主操作与远程控制干预，掘支快速自动平行作业、高效健康除尘、环境危险信息实时监测与预警、多设备的集中协同控制等。
掘进工作面实现这些功能需要依托相关多级的设备、信息、感知等业务的支撑。
智能化掘进是通过构建多机协同控制系统，实现连续、快速、稳定、安全智能化巷道掘锚运作业。
掘进工作面的智能化建设基本任务应当包括:信息自动感知、危险自主判识预警、设备自主运行、远程监视/干预。
掘进工作面实现这些功能需要得到相关软硬件设备、信息、感知等多级业务的支撑。
通过对超前地质信息、巷道环境信息、围岩的探测感知或监控监测(如水文、构造、瓦斯、压力、粉尘、位置与航向、设备扭矩、电流、人机位置等)，收集可靠信息并通过数据挖掘、融合、分析、整合等方法，建立相关危险预警模型、自动控制模型、强制干预模型、系统协同模型等数据模型算法，通过即时通讯技术、数字孪生技术、数字边缘云技术，实现灾害危险信息化的评测预警，掘进支护运输设备的自主作业、运行参数的自主优化、多级设备的协同运作、作业信息的动态传输、远程人员的实时干预等。
连采机双巷快速掘进技术在煤矿采煤中的应用
连采机双巷快速掘进技术在煤矿采煤中的应用摘要：随着中国“双碳”目标的提出，煤矿企业在逐步整合，煤矿的规模也在逐渐缩小，但煤炭仍然是当前工业发展所需要的重要能源之一，所以各大煤矿的开采效率都在逐年提高。
随着矿井综合机械化开采的不断发展，矿井掘进巷道的使用量逐年增加，但目前矿井的掘进效率仍不能完全适应矿井作业的需要。
关键词：连采机；双巷快速掘进；煤矿应用引言随着自动化技术的发展和应用的广泛应用，在煤炭推进下正在快速上升，机车位置的自动监测和校正可以加快街道的自动样机建设。
当今煤矿下技术的实际应用中，煤矿下快速采矿技术的合理运用可以有效提高技术水平总体水平，提高一次性加工效率，提高原材料效率，满足井下原材料需求，保证整个过程的经济性。
1.巷道快速掘进的制约因素1.1地质构造条件一般来说，煤矿容易受到地质损害。
矿物开采的主要因素是容易断裂、褶皱等生产区的地质构造，这不仅使煤炭开采更加复杂，而且严重影响了胡同的埋土速度。
在煤层开采中，褶皱、刚度、气体和湿度等因素直接影响巷道掘进速度。
1.2连采机快速掘进系统在采煤工作面的综合机械化采矿技术和装备尚未得到迅速发展以前，国内采用的是房柱采煤法。
此后，中国煤矿装备的研制和设计人员对连采机掘进技术进行了不断的完善和改造，使它在煤巷中得到了广泛的应用。
连续采煤机采用横向切割减速装置，断面宽度通常为3.3m，在掘进过程中，往往采取“采垛”前“切槽”的方法。
由于连续采煤机具有宽大的辊子，在切削时一次成型，切削减速机和辊子受到的压力很大，因此，这种快速掘进系统常被应用在煤巷中。
掘进系统的主要装备有连采机、梭车、连续运输系统、锚杆钻机、履带行走架。
在实际工作中，采用煤矿巷道连续式快速掘进技术时，通常用的是双巷式掘进技术。
2.煤矿井下巷道快速掘进技术分析2.1发展掘锚新机具随着科技的迅速发展，在复杂多变要求下快速挖掘的发展历程大致包括了掘进机割料、运料、打顶眼与安装、成巷与支护等的基本工作过程。
大断面煤巷连采机快速掘进技术及应用
大断面煤巷连采机快速掘进技术及应用随着煤炭资源的日益枯竭和采煤工作面的加速开采，连采机已经成为煤矿生产中一种非常重要的开采设备。
在大断面煤巷的连续开采中，连采机的快速掘进技术和应用显得尤为重要。
本文将介绍大断面煤巷连采机快速掘进技术及其应用。
1. 高效液压系统连采机的液压系统是其快速掘进的重要保障之一。
高效的液压系统可以提供稳定的动力输出和灵活的操作性能，从而保障连采机在大断面煤巷中快速、高效地进行掘进作业。
现代连采机的液压系统采用先进的技术和材料，具有高压、大流量、稳定性好等特点，大大提高了连采机的掘进效率。
2. 高强度刀盘和刀具刀盘是连采机掘进的核心部件，其刀具的质量和性能直接影响着连采机的掘进速度和效率。
为了保证在大断面煤巷中的快速掘进，连采机刀盘和刀具需要具备高强度、耐磨性好、耐高温等特点。
通过采用先进的合金材料和精密制造工艺，可以大大增强刀盘和刀具的耐磨性和使用寿命，从而加速了连采机的掘进速度。
3. 智能化控制系统现代连采机普遍配备了智能化控制系统，通过实时监测和精准调节，确保了连采机在掘进过程中的稳定性和高效性。
智能化控制系统可以根据工作面的地质情况、工作环境的变化等因素，对连采机的动力输出、行进速度、刀盘转速等进行智能调节，使连采机始终保持最佳的工作状态，从而实现了在大断面煤巷的快速掘进。
1. 提高采煤效率大断面煤巷连采机快速掘进技术的应用，可以大大提高采煤效率。
传统的掘进方式往往速度较慢，效率不高，而采用快速掘进技术后，连采机可以在同等时间内掘进更多的煤炭，从而提高了采煤速度和产量，有效缩短了采煤周期。
2. 降低人力成本快速掘进技术的应用还可以降低人力成本。
传统的掘进方式需要大量的人力投入，工作条件较差，而连采机快速掘进技术的应用则可以减少人力的使用，提高了劳动效率，降低了人力成本。
3. 提高安全性连采机快速掘进技术的应用还可以提高采煤作业的安全性。
快速掘进技术可以缩短采煤周期，减少了工作面的暴露时间，降低了发生事故的可能性。
煤巷快速掘进综合技术
设备配套与维护
设备配套与维护是保障煤巷快速掘进顺利进行 的重要保障措施，通过合理选择设备、加强设 备维护保养，提高设备运行效率和可靠性。
根据煤巷快速掘进的需求，选择合适的掘进设 备、运输设备、通风除尘设备等。
加强设备维护保养，定期检查设备运行状况， 及时发现和解决设备故障问题，确保设备的正 常运行。
案例三：复杂地质条件下煤巷快速掘进实践
总结词
应对挑战、适应性强
详细描述
在复杂地质条件下，煤巷快速掘进技术需具备应对各种地质挑战的能力。通过采用先进的探测技术和 适应性强的掘进设备，确保了掘进工程的顺利进行，同时也提高了生产效率。
05
煤巷快速掘进技术的发展趋势 与展望
技术创新与研发方向
高效破岩技术
特点
该技术具有高效率、低成本、安 全可靠等特点，能够显著提高煤 矿生产效率和经济效益。
技术发展历程
传统技术阶段
早期煤巷快速掘进主要依靠人工 挖掘和简单的机械装备，速度慢 、效率低。
综合机械化掘进阶
段
随着科技的发展，多种机械设备 和技术的综合运用逐渐成为主流 ，如掘进机、装载机、运输机等 。
智能化掘进阶段
04
煤巷快速掘进技术案例分析
案例一：某矿区煤巷快速掘进项目
总结词
技术优化、效率提升
详细描述
某矿区通过引进先进的煤巷快速掘进技术和设备，优化了掘进工艺，提高了生 产效率。同时，加强了安全管理，确保了工程的安全和质量。
案例二：高瓦斯矿井煤巷快速掘进技术应用
总结词
安全保障、技术创新
详细描述
在高瓦斯矿井中，煤巷快速掘进技术的应用需特别关注安全问题。通过采用新型的瓦斯抽放和监控技术，确保了 掘进过程中的安全，同时也实现了掘进效率的提高。
世界首套快速掘进系统单月进尺突破1500m
由上 式可看 出 ， 当井 喷 流 体 的压 力 Ｐ确定 后 ， 阀
座与 阀球 接触 面 间 的接触 压 力 只与 Ｏ ｄ 和 有 关 。 以本 文设 计 的旋 塞 阀为例 ， Ｏ ／ ＝３ ９ ． ４ ２ 。 ， Ｏ Ｌ ＝ ４ ９ ． ４ ６ 。 ， Ｒ＝ ６ ０ ｍ ｍ， 此 时井 喷压 力为 ７ ０ Ｍ Ｐ ａ ， 带入式（ １ ） 得 阀
阀主密封面 的接触分 析 ， 得到 了主 密封面 的接触应 力 。
形 等复杂 的非 线性 问题方 面有很 大 的优势 。
有 限元分 析 步 骤 ： 阀 芯 及 上 阀座 的 材 料 均 取 ４ ２
Ｃ ｒ Ｍｎ Ｍｏ ， 其弹 性模量 为 ２ ０ ６ ＭＰ ａ ， 泊 松 比为 ０ ． ３ ， 密度
１ ９ ９ ８， Ｓ Ｐ Ｅ ３ ９ ３ ２ ０ ．
［ ４ ］ 陈 浩， 马迁霞 ， 王晓萍 ， 等． 方钻杆 旋塞 阀密 封设计 探讨 ［ Ｊ ］ ．
石油机械 ， ２ ０ ０ ７ ， ３ ５ （ ９ ） ：１ ２ ４ — １ ２ ６ ．
［ ５］ 张继升 ， 董
斌， 李悦钦 ， 等 ．方钻杆旋 塞 阀密封 设计 ［ Ｊ ］ ． 钻采 苏， 等． 旋塞 阀密 封失效 机理分 析与改进
７ ８ ５ ０ ｋ ｇ ／ ｍ 。根 据 尺 寸 在 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ里 直 接 建 模 并 装 配， 基 于结构 和载 荷 的对称性 ， 只取 模 型 的 １ ／ ２的进 行分 析 。根据 接触对 中主从面选 择原 则 ， 本 文选 上 阀
通 过把理论计算 值 与仿 真结果 进行 对 比， 发 现 了两 者
的误差在允许 范 围之 内 ， 从 而建 立 了一套 利 用有 限元
煤巷快速掘进综合技术
未来研究方向与展望
01
精细化施工
未来煤巷快速掘进技术将更加注重精细化施工。通过精细化设计、精细
化管理和精细化操作，降低巷道掘进过程中的能耗和物料消耗，提高巷
道成型质量和掘进效率。
02
绿色掘进技术
随着环保意识的日益增强，绿色掘进技术将成为未来研究的重要方向。
通过研发低污染、低能耗的掘进设备和工艺，减少掘进过程中的环境污
积水及时排出。
通风方式选择
根据巷道长度、断面形状和瓦 斯涌出量等因素，选择合适的 通风方式，如压入式通风、抽 出式通风等。
通风设备选型
选用高效、低噪音的通风设备 ，提高通风效果，改善作业环 境。
瓦斯防治
加强瓦斯监测，采用瓦斯抽放 等措施，降低瓦斯浓度，确保
巷道施工安全。
CHAPTER 03
煤巷快速掘进的辅助技术
CHAPTER 02
煤巷快速掘进的关键技术
高效掘进机械装备技术
掘进机选型
选择适合煤层地质条件的 掘进机，提高掘进效率。
截齿优化
对掘进机的截齿进行优化 设计，降低截割阻力，减 少机械磨损。
装备自动化
采用先进的自动控制系统 ，实现掘进装备的自动化 操作，减少人工干预，提 高掘进速度。
巷道支护与加固技术
技术集成
该技术集成了巷道支护、掘进设 备、通风、排水等多个环节的技 术，以实现整体高效掘进。
煤巷快速掘进技术的发展历程
初期阶段
早期的煤巷掘进主要依赖人工挖 掘，效率低下，安全性差。
技术发展
随着机械设备和自动化技术的发展 ，煤巷掘进逐渐实现机械化，大大 提高了掘进效率。
现代化阶段
近年来，随着计算机技术和人工智 能的进步，煤巷快速掘进技术逐渐 实现智能化，进一步提高掘进速度 和安全性。
掘进系统的安全检查
掘进系统安全检查过程 中发现的问题应及时反 馈给生产管理人员，以 便及时调整生产计划和 采取相应的措施。
安全检查与生产管理协 调配合，可以促进掘进 系统的安全、高效运行， 提高生产效益。
Part Seven
智能化技术：利用人工智能和机器学习技术进行自动化的安全检查，提高 效率和准确性。
远程监控技术：通过远程监控系统实时监测掘进系统的运行状态，及时发 现和解决安全隐患。
根据评估结果，制 定针对性的改进措 施和解决方案。
实施改进措施，确 保掘进系统的安全 性能得到有效提升 。
定期对改进后的掘 进系统进行复查和 评估，确保安全性 能持续达标。
安全检查与生产计划同 步进行，确保掘进作业 的安全性和效率。
安全检查人员与生产管 理人员密切合作，共同 制定安全检查标准和程 序。
自动化设备与系统：研发自动化安全检查设备与系统，减少人工参与，降低安全风险。
标准化与规范化：制定掘进系统安全检查的智能化技术标准和规范，促进技术的普及 和应用。
汇报人：
掘进设备检查：确保设备正常运行，无故障隐患 通风系统检查：确保通风系统正常工作，无漏风、阻塞等问题 瓦斯监测系统检查：确保瓦斯监测系统准确可靠，实时监测瓦斯浓度 人员安全防护检查：确保工作人员佩戴齐全、合格的安全防护用品
检查掘进设备是否完好， 有无故障隐患
检查掘进作业环境是否安 全，有无危险因素
安全。
符合法规要求： 按照国家和地方 的安全法规要求， 对掘进系统进行 安全检查是必须 的义务，也是企 业合法经营的必
要条件。
Part Four
掘进机：检查各 部件是否完好， 有无磨损、松动 或异常声音
电气设备：检查 线路是否老化、 短路，设备是否 过载、发热
世界首套煤矿快速掘进系统试验成功
［ ３ ］Ｍ ｌ ｍ ｑ ｖ ｉ ｔ Ｌ ， Ｋ ｒ ｉ ｔ 。 。 ｏ Ｋ ． Ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ。 ｉ ｄ
ａ ｓ ｃ ｅ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ — ｆ ｌ ｏ ｗ ｏ ｆ ｇ ｅ ｏ ｇ ａ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ Ｅ Ｊ ３ ． Ｅ ａ ｒ ｔ ｈ ａ ｎ ｄ
米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米 米
（ 上 接第 １ ０ ９页） １ ）通过 对铅 锌 矿 样 品 元 素 含 量 的综 合分 析 可
体 现全新 设计 理念 、 拥有 自主 知识产 权 的“ 神 东煤 炭集 团大柳 塔 煤矿 快 速掘 进 系 统” 近 日完 成 了第 一 条
巷道 的掘 进任 务 ， 这 标志 着世 界首套 煤矿 快速 掘进 系统 试验 成功 。 据 了解 ， 该 系统 创造 性地 变双 巷掘进 为单 巷掘 进 ， 工 作 面一 次成巷 ， 掘 进和 支护 能够 平行作 业 ， 从 而可 以 大大 节约 生产 时 间、 提升 掘进效 率 。从 ２ ０ １ ３年 ２ 月 ６日起 ， 由掘锚 机 、 八臂 锚杆 钻车 、 皮 带转 载机 、 迈步 式 自
快速掘进成套装备方案(简化版)
35~48分钟
辅助 接风筒、架皮带机架、其他
3小时/天
每循环35~48分钟，平均进尺1米，每小时可进尺1.35~1.71米，每天实 际工作15小时：
月进尺 = 30（天/月）×15（小时/天）×（1.34~1.71）（米/小时） = 603~629（米）
注：以上限于配套比较顺利，没有预锚等其它工序的理论计算。
支护高度（m）：
主
顶板初撑力（kN）：2×1600
要 技
顶板工作阻力（kN）：2×2400
术
支护强度（MPa）：
参
立柱油缸对地压强（接地比压）（MPa）：≤
数
侧帮初撑力（kN）：≤
侧帮工作阻力（kN）：≤
移架距离（mm）：900～1000
注：以上数据仅作参考，具体设计参数由矿方提供。
45
巷道技术参数：
2）劳动强度大，作业环境差；
3）掘进和锚杆支护不能平行作业，进尺效率低。 因此，有必要研制一种快速掘进成套装备，以实现掘进和锚杆支护平行作业， 提高生产效率，改善作业安全环境，降低劳动强度，满足煤矿对于安全高效生产的 需要。
1
2
快速掘进成套装备
快速掘进系统：从广义角度讲，是一个很大的范畴，只要能提高进 尺又能提高机械化水平，我们都可以叫快速掘进系 统或设备。如掘锚机、连锚机、QMJ4260全断面矩 形煤巷掘进机等。
截割部控制 四向先导手柄
18
机身
支承腿改为侧向支撑 去掉桥式转载机回转台 加装防撞缓冲 尾部加装导料装置
19
掘进机
掘进机
除尘方案：超声波雾化外喷雾
原理 1、空气动力学原理：当含尘粒的气流绕过雾滴时，雾滴捕捉住气流中尘粒的几
率与雾滴的直径有关。雾滴大时，尘粒仅仅是随绕流绕过雾滴而未被捕捉。 雾滴与尘粒径相近时，更易与尘粒相撞而捕捉住尘。超声雾化正是应用这一 原理产生100μm以下，与微细的粉尘粒径相近的雾滴来捕获粉尘。 2、云物理学原理：由于雾滴微细，部分雾滴会在空气中迅速蒸发，使局部密 闭空间中的相对湿度迅速饱和。过饱和后的水汽会以尘粒为核凝聚，使尘 粒不断增大，直至落下，形成从“云”变成“雨”的过程。
快速掘进系统在大柳塔煤矿的应用
运、 装、 支工序持续进行， 平行作业机械化施工。 ３ ． １ 施 工设 备简 介 工作面设备布置见图 ｌ ， 各设备参数见 表ｌ 至表 ５ 。
表１ ＭＢ ６ ７ ０型掘 锚 机 主 要 技 术 特 征
使用该系统完成 了 ５ ２ ３ ０ ５ 运输顺槽掘进 ，累计完成
进尺 ２ ２ ５ ０ ｍ。其 中 ３月 份 完成进 尺 １ ５ ０ ５ ｍ， 日平均 进 尺４ ８ ． ５ ５ ｍ， 班 最高进尺 ４ ６ ｍ， 日最 高 进 尺 ６ ８ ｍ， 快 速 掘进 系 统使用 取 得初 步成 功 。
３ 巷道掘进 方法及 劳动组织
掘进 巷 道 采取 ＭＢ ６ ７ ０掘 锚 机 割煤 ， 采 用 配 套设 备 中跨骑 式锚 杆钻 车 ， 完 成 巷道 顶 帮 锚 杆支 护 ； 掘锚 机截 割下 的煤 ， 通 过 自适 应 皮 带 转 载 机转 运 到顺 槽 皮带上 ， 实 现 连续 跟 进 掘 锚 机进 行作 业 ； 胶 带机 末端 通 过可伸 缩胶 带机 迈 步式 自移机 尾 ， 实现 自行移 动功 能， 承担转载运输煤炭 的任务 。如此交替进行 ， 实现破 、
・
２ ４・
续 表
罗 文： 快 速 掘进 系统 在 大柳 塔 煤矿 的应 用
表 ５ 履 带式 自移 机 尾 主 要技 术特 征
第 ５期
表３ 自适 应 皮 带转 载 机 主 要 技 术 特征
表６ Ｄ Ｓ Ｊ 一 １ ０ ０ ／ １ Ｏ ０胶 带输 送 机 主 要 技 术 特征
２ 快 速 掘 进 地 质 条 件
该 系统 主 要适 用 于厚 煤 层 ， 要 求 顶 底 板稳 定 ， 煤
层倾角小于 ３ 。 ， 断面宽度 ６ ． ０ ｍ， 高度 ４ ． ２ ～ ４ ． ５ ｍ， 在该 条 件 下掘 进支 护 、 平行作 业 ， 实 现快 速掘 进 。 ５ ２ ３ ０ ５ 运 顺掘进工作面地质条件如下 ： ２ ． １ 煤 层及 围岩情 况
煤矿工程继续教育：快速掘进成套装备
2）提高掘进设备的工作效率。 举例： QMJ4260全断面矩形煤巷掘进机（大柳塔煤矿） 生存环境：工况比较好。1）空顶距大（3米以上）；2）帮、顶、底板比
较平整，也不会出现炸帮等现象。
掘进机
15
截割部 截割部上方加装机载式探水钻机；
掘进机
探水深度约70米；
水平钻探范围高：1.5－2.4米；宽：距巷道中心左右各1米，共2米。
探水钻机收回状态
探水钻机工作状态
16
探水钻在断面垂直打孔位置尺寸：
掘进机
17
掘进机
操作台 增加七联换向阀，为探水钻机、铲板伸缩油缸、自移式支架供油；
增加梭阀及切换阀，保证掘进机动作与探水钻机及支架动作互锁； 操纵方式为全液控手柄。
顶锚杆：打锚杆（锚索）孔——装药卷——上锚杆（锚索） ——紧固 锚杆（锚索） ——前进0.9米，依次循环进行；
帮锚杆：铺帮网——打锚杆（锚索）孔——装药卷——上锚杆（锚索） ——紧固锚杆（锚索） ——前进0.9米，依次循环进行；
4.掘进、临时支护与锚杆支护平行作业；顶锚杆、帮锚杆平行作业； 5.人数需求：掘进机 2人、迈步支架 2人、锚护机 6人，总共需10人。
快速掘进成套装备
一、项目背景
快速掘进成套装备
目前，大多煤巷采用掘进机掘进，
1）人工架设前探梁，用风动锚杆机进行锚杆支护（附图）； 2）在掘进机上加装机载式临时支护装置和锚杆机进行作业；如三一龙门掘
锚护以及南高齿的掘锚护（附图）。
这几种作业模式，常常存在以下问题：
1）支护面积小、强度低，安全性差；
综掘工作面快速掘进系统设备的改造
不断后移， 完成与综掘机的搭接， 保证煤流系统的正
常 运行 。 由于无 专用 拉 移装 置 ， 由综 掘 机 通 过 链 现
条拉移后移 ， 这种工作方式效率低 ， 安全隐患多 ， 而 且 机尾 经拉 移后 位置 不易 控制 ， 造成 胶带 的跑 偏 。 易 ２ ）由于工作面采用锚网支护的方式 ， 工作 面迎 头支护材料如锚杆、 网、 固剂等 以及油脂 、 锚 锚 配件
关键词 ： 综掘工作面； 掘进机；带式输送机 ； 改造 中图分 类号 ：Ｄ ２ ． Ｔ ４ １５ 文 献标识 码 ： Ａ 文章编 号 ：０ １－ ８４（０ ８ ０ １０ ０ ７ ２ ０ ）３—０ ０ ０ １７— ３
Ｉ ｒ ｖ ｍｅ ｔｏ ｐ ｅ ｅ ｄ ｎ ＿ ｕｐ ；ｔ ｏ ｅ ｎ ｆＳｐ ｄ ａ ｌ ｇ Ｅ ｉｍｅ ｍｐ ｅ ． ＿ Ｈｅ ｃ ｑ ｂ ｌ ｉ ｑ ｎ ｉ ｕ ｌ ｎ Ｆ ｌ ｍｅ ｈ ｎｚ ｄ Ｇａ ｅ ｙ － ｃ ａ ｉｅ ｔ ｗａ
维普资讯
・
ｌ８・ ０
煤
矿
机 电
２０ ０８年第３ 期
截割 部 、 耙装 部和 运输 机 的动力 ， 大大 缩短 截割 落 可
轨４ 脱离底板 ， 此时将推移千斤顶 ２活塞杆收缩 ， 将
导轨 ４向后 拉移 一个 步距 ， 完成 一个 工 作循环 ， 即实 现整体 机尾 的一 次迈 步式 自移 。 自移 装置及 调偏 装 置结构 见 图 １ 示 。 所
２ 现状 及存 在 问题
（ ）现 状 １
３ ￥ ５Ｊ ） １０ 型综掘机截割部 回转速度慢 ， 铲板部
耙装 能力 弱 ， 送机 运 量小 。 输 ４ ）在综 掘工作 面生产循 环 周期 中 ， 顶板 支 护 的
煤矿快速掘进系统建设主要模式及应用成效
目前已建成17套该快掘系统，在15个矿井进 行应用，在陕北矿区及黄陵应用的较为成熟，陕北矿 区平均单进可达1 500〜1 800 m,陕北矿业张家昴 煤矿9月份掘进进尺达到2 800 m,榆北煤业曹家滩 煤矿掘进进尺最高达到2 020 m；黄陵矿区平均单 进可达550〜650 m,黄陵二号煤矿8月份进尺达到 681 m,均突破了所在矿区单进最高水平；单班作业 人数由原来的15〜20人减少至8〜10人;该系统在
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
The Main Construction Modes and Application EffecSs of Rapid Tunneling System in Coal Mines
LIAOJinglong, LIU Changlai, WANG Xueqiang
铜川-黄陵矿区多为近水平煤层，地质条件较复 杂，泥岩及炭质泥岩不稳定底板，遇水易膨胀，巷道 有片帮、底鼓现象，部分煤层有夹矸并存在半煤岩巷 道，支护设计较复杂。掘进作业用时占30%，支护 作业用时占60%，掘支用时比约为1 : 2。 1.3关中矿区
关中矿区主采3#煤层、5#煤层，韩城3#煤层厚 度一般5〜7 m,巷道沿顶掘进，直接顶板主要为泥 岩及粉砂岩，属I类不稳定易冒落顶板；#煤层厚度 3.5 m,巷道沿顶掘进，存在黑色泥岩伪顶，易垮落, 直接顶为灰色粗砂岩、中砂岩，顶板裂隙发育，为n 类中等稳定类顶板。澄合矿区5#煤层厚度3.5〜 5.0 m,煤质松软、强度较低，直接顶俗称“五尺渣”， 主要岩性为炭质泥岩，强度较低，在井下潮湿空气弱 化和风化作用下极易出现离层下沉、破碎坠包现象; 底板为砂质泥岩，强度较低，裂隙发育，遇水易膨胀。
岩巷快速掘进排矸系统应用
岩巷快速掘进排矸系统应用谭国华(七台河技师学院，黑龙江七台河154600)哺要】采用一种适用于乎巷、大断面、全岩巷道掘进的新型配套设备，即?料装碴机+祓式矿车”新型配套运输系统．实现大断面岩巷快速掘进。
大断面全岩巷道快速掘进技术、设备选型、后路保障体系等问题。
吕猢]大断面岩巷；快速掘进；排矸系统巷道掘进的主要生产环节包括打眼、放炮、扒装、支护、运输等。
根据统计资料表明，扒装工序所占时间占掘进总时间的30％，在大断面全岩巷道掘进中，每班的扒装时间在170m i n左右，占总工作时间的35％以上，掘进迎头的排矸时间长成为制约掘进速度的主要瓶颈，提高排矸速度，是当前提高掘进速度急需解决的—个重要问题。
某煤矿采用一种适用于平巷、大断面、全岩巷道掘进的新型配套设备，即“挖斗装碴棚．+梭式矿车”新型配套运输系统，实现大断面岩巷快速掘进。
1大断面全岩巷道快速掘进技术采用新型配套设备实现快速掘进，设备主要包括L W l50C型挖斗装岩机、SS20B型梭=--re"车、皮带转载机及无极绳绞车等。
掘进迎头放炮后，采用挖斗装岩初将矸石耙装至梭式矿车内，无极绳绞车牵引矿车在900m m轨距的轨道上运行，完成出碴任务。
梭式矿车的箱体内部有一套刮板输送装置，它可以自动的将矸石铺满整个车厢，并可把矸石转载到另—个梭式矿车上。
梭式矿车被拉到卸矸场时，利用刮板输送装置把矸石卸出到皮带转载机上，皮带转载机直接将矸石转运到i t矿车外运。
实现了装碴、出碴工作伪鏖连续作业。
2设备选型Z1装戴．机选型按照装载机应满足的生产能力和实际情况，可选用L W l50C型挖斗装飙其主要技术参数：电机功率：45kW电压：660V：生产率：150m狮l：最小转弯半径：13rn。
外形尺寸：8940×2050×2420m m (长X宽×高)。
22梭式矿车选型按照出渣能力要求，选用SS D(B)20型梭式矿车(2辆)，其主要技术参数为：装机功率：2×22kW：电压：660V：容积：20m3；卸载时间：2_5r ai n；自重：202t：外形尺寸：12940x1800X2680m m (长×宽×高)。
煤矿综合机械化快速掘进技术要点
煤矿综合机械化快速掘进技术要点摘要：在我国能源行业发展不断成熟的背景下各种新型技术被广泛应用其中，有效提升了行业发展与生产效率。
特别是一些复杂的地质条件，在煤矿巷道的掘进技术方面，煤矿产业的专业技术开采人员必须要采用更科学更有效的支护技术，综合整个煤矿产业的外界环境和内在条件，使得监控措施更科学合理有效，使煤矿开采团队的开采数量有着大幅度的提升；使煤矿开采团队的开采质量有着大幅度的提升；使煤矿开采团队的开采安全程度有着大幅度的提升。
鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对煤矿综合机械化快速掘进技术要点提出了一些建议，仅供参考。
关键词：煤矿；综合机械化；快速掘进技术；要点分析引言随着煤矿生产作业中信息化技术应用水平的不断提升，矿井生产效率不断增大，使得其对矿井巷道掘进速率的要求大幅提升，巷道能否快速高质掘进成为了确保煤炭回采安全的关键所在。
有鉴于此，结合矿井生产实际，总结影响巷道快速掘进的因素，并提出相应的处置措施，对于提升矿井生产综合效益具有积极意义。
1快速掘进技术概念煤矿综合机械化快速掘进技术并不单指某一项机械设备或工艺，而是由多种机械，优点整合并集中呈现出的一种掘进技术。
综合机械化快速掘进技术包含掘锚一体机、转载机、胶带输送机等设备，有效提升煤矿掘进的综合性和先进性。
随着社会经济科技迅猛发展，城市生产建设对于煤矿能源的需求不断提升，因此必须不断优化综合机械化快速掘进技术，提升煤矿巷道掘进的质量和效率，从而满足回采推进速度日益增长的综采工作面。
在巷道掘进的过程当中应用综合机械化快速掘进技术使众多工作环节形成一体化，将巷道掘进过程中的掘进、支护、运输、供排水、通风以及电力等工作环节统筹规划调整，从而有效加快巷道掘进速度。
现代化的综合机械化快速掘进技术不仅提升巷道掘进的安全性，也大大增强了煤矿企业的经济效益和社会效益，从技术层面有效促进了国内煤矿产业的发展。
2煤矿快速掘进技术影响因素能够对矿井中综采工作效率带来不利影响的问题是比较多的，不但包括综采工人的认为因素，还容易受到地质环境、支护因素以及开采设施等诸多问题的影响。
煤矿井下巷道快速掘进工艺优化研究
煤矿井下巷道快速掘进工艺优化研究摘要：随着人们生活水平的提高，对煤矿资源需求量不断增加。
现阶段，煤矿井下巷道掘进速度是影响综采作业效率的重要因素之一。
为提高井下巷道掘进速度，改进当前井下巷道掘进空间不足、掘进效率低下的现状，有必要对掘进工艺进行优化，完善工艺流程。
本文通过分析影响井下巷道掘进效率的主要因素，针对性地提出巷道快速掘进工艺流程优化、作业设备和支护方式的结构优化、通风系统优化等措施，有助于提高井下巷道掘进工作效率，同时起到减小顶板下沉量、井下巷道掘进面的粉尘质量浓度等显著效果，对提升煤矿井下巷道掘进安全具有十分重要的意义。
关键词：井下巷道；快速掘进；智能化；工艺优化引言随着中国“双碳”目标的提出，煤矿企业在逐步整合，煤矿的规模也在逐渐缩小，但煤炭仍然是当前工业发展所需要的重要能源之一，所以各大煤矿的开采效率都在逐年提高。
随着矿井综合机械化开采的不断发展，矿井掘进巷道的使用量逐年增加，但目前矿井的掘进效率仍不能完全适应矿井作业的需要。
1工程概况从煤矿当前地质条件分析来看，当前主采的3#煤层水文地质条件相对简单，煤层结构也较为简单。
从煤层顶板和底板岩性来看，顶板主要为长石砂岩、石英砂岩，底板主要是砂岩，顶板和底板岩性整体稳定。
从抽取的岩芯来看，整体较为完整，裂隙发育不明显。
从煤巷掘进情况来看，由于选择使用的是传统的支护方式，不仅自动化程度偏低，同时，劳动强度相对偏大，安全风险较高。
2煤矿井下巷道快速掘进工艺优化2.1巷道掘进面通风作业的优化正常情况下煤矿掘进面中扬灰大、粉尘浓度高，肉眼能见度严重受限，不但影响了井下巷道掘进效率，而且灰尘粉尘对井下作业人员的呼吸系统健康也造成了极大的伤害，因此亟须优化巷道掘进面的通风作业装置，提高井下作业环境的空气质量以及能见度，优化井下作业人员作业环境。
在对比了多种通风装置设施和方式之后，采取了长压短抽的通风方式对局部空气质量进行优化。
此外，还在掘进面中增设了干式除尘装备。
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技术要求
设备名称：快速掘进系统
一、设备工作环境
1、安装使用地点：高阳煤矿N11108工作面9-10-11#煤层顶板为K2灰岩、底板为铝土泥岩,巷道平均坡度6-10。
材料巷：预计有4个无炭柱（Z1=100米，Z2=130米，Z3=70米，Z4=80米）。
预计材料巷揭露岩石440米，最硬为石灰岩，普氏硬度f=8-10，预计陷落柱普氏硬度f=5-8
运输巷：露一条H=7∠52°的上跳逆断层，可能要揭露10米的11#煤层底板（铝土泥岩）
S21105工作面9-10-11#煤层顶板为K2灰岩、底板为铝土泥岩，巷道平均坡度6-10°。
运输巷：预计从联络巷起100m揭露一条落差H=10米的下跳正断层，可能揭露K2灰岩30米；从联络巷起300米处可能揭露一个陷落柱范围约80米，充填物灰岩较多，灰岩硬度系数8-10。
材料巷：根据上组煤资料分析，该工作面无陷落柱和大的断层分布，但由于在大断层附近，会延伸出小断层，影响正常施工，预计影响范围100m。
另外，根据小煤窑调查资料，S21105工作面切眼南部存在桑湾煤矿，批准开采2#煤层，但井筒已延伸至下组煤，预计影响材、运两巷200m，届时需要“长短探”结合进行超前钻探，确保施工安全。
2、工作环境温度：-5～+40℃。
3、空气相对湿度不大于95%（+25℃），有淋水。
4、掘进巷道为矩形断面，宽5.0m，高3.0m，两顺槽巷道均为下山施工。
5、设备最大允许下井尺寸为：装车高度<2200mm、转弯半径
<12000mm。
二、技术规格
1、总体技术参数
巷道宽度（mm） 5000
巷道高度（mm） 3000
适应巷道坡度（°）±16
电压等级（V）1140
额定频率（Hz）50
2、总体技术要求
1）整套设备具有可靠的联动闭锁功能，完善的监测保护功能。
2）设备的最大不可拆解尺寸能够适应高阳煤矿副斜井下井运输尺寸。
3）整套设备可左右换向使用。
4）快速掘进各设备之间具有以太网口，并与其配套的外围无线通讯设备连接，通过wifi无线局域网络将数据上传。
5）在掘进机上安装探放水专用钻机，便于先探后掘。
6) 两巷均有断层和无碳柱必须能截割普氏硬度f≤8岩石。
7）必须配套合适的湿式除尘风机。
8）必须配套独立的液压系统主要部件采用优质进口件
9）必须安装有瓦斯传感器，具备瓦斯超限断电闭锁和故障闭锁功能。
10）整机中的电机防护等级不低于IP55、绝缘等级为H级
11）关键结构件采用强度等级不低于550MPa的材料
12）自动化控制实现全功能遥控、智能检测、数据远程传输等，具备行走、锚钻工作模式的的闭锁切换功能。
13）变频器必须选用如ABB品牌等进口优质产品。
三、根据现有地质和设备资料需要改进问题，
1、我矿材、运两巷将受到无炭柱的影响，为满足地质变化段支护强度，需采用锚杆、架棚联合支护方式，JM340掘锚综合机组受截割形式限制，架棚支护需滞后迎头15-20m。
2、N11108工作面两顺槽巷道均为下山施工，顶板出现淋头水时，积水将导致JM340掘锚综合机（机身自重98T）出现窝机现象。
3、N11108工作面两顺槽设计现高度为3000mm，而JM340掘锚综合机自身高度2600mm，机身距顶板的高度不能满足人员铺联网所需的必要高度。
4、如断面不能满足设备需求，请煤科院对巷道支护进行重新设计。
5、如果巷道高度3.0m不能满足设备要求，则破坏了煤层标志层，顶板不易成形，易造成巷道顶板垮落，不利于支护。
6、顶板支护必须满足截割1排永久支护1排的要求，空顶作业不能超过1排。