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煤矿掘进工作面快速掘进工艺技术研究

摘要：主要分析了我国煤矿巷道中快速掘进的支护工艺，重点介绍了几种全
新的在煤矿巷道中能够有效帮助进行掘进工作的支护工艺，这些工艺不仅能够克
服现有煤矿巷道快速掘进中支护工作的缺点，而且具有多种特有的独特的优势和
优点。通过对我国现阶段煤矿巷道快速掘进中支护工艺进行研究，以期为煤矿的

安全生产提供可靠的保障，创造出最大化的经济与社会效益。

关键词：煤矿巷道；快速掘进；支护工艺；分析研究

引言

我国煤矿90%以上为井工开采、煤矿开采、掘进先行，采掘衔接紧张一直是
围绕煤矿高产高效的主要矛盾点，掘进效率低、支护速度慢是绝大多数矿井面临
的主要难题，因此，探讨煤矿掘进工作面快速掘进工艺，寻求掘进支护高效施工
技术是解决当下煤矿快速掘进的必经之路，对缓解采掘接替的紧张局面，保证

“高产高效”矿井持续发展具有重大意义[1]。

1煤矿巷道快速掘进工艺现状

在煤矿巷道掘进过程中，需要在掘进迎头时完成永久支护顶板操作，即所谓
前置支护工艺，该过程往往会选择掘一锚一或掘一锚二的支护方式，虽然该掘进
工艺会花费比较长的掘进时间，但是可以提高矿井顶板的安全性，同时这种工艺
还可以省去临时支护作业，但是需要在永久支护过程中，借助机载临时支护设备

来给予临时支护，既可以缩短掘进耗，而且还可以有效提高掘进效率。

２我国煤巷常见的快速掘进技术

目前我国煤巷常见的快速掘进方式主要有煤巷综合机械化掘进技术、大断面

煤巷下连续采煤机的高效掘进技术和掘锚机组一体化掘进技术［２－３］。

2.1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。

2.2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。

2.3横轴式掘锚机+锚杆转载机组

该工艺适用于地质条件较好的矿井，掘锚机上的4台顶锚杆钻机完成前部顶
锚杆施工，紧跟其后的锚杆转载机组一方面完成物料的转运，另一方面通过安装
于其机身上的3台顶锚杆钻臂及两台帮锚杆钻臂完成后续锚杆及锚索的机械化作
业，且在施工过程中后部锚杆与前部锚杆可同时施工，互不影响，掘支同时施工
的作业模式促进了掘进效率大幅提升。横轴式掘锚机+锚杆转载机组的快掘工

艺布置如图1所示。

1—横轴式掘锚机；2—锚杆转载机组；3—桥式转载皮带机；4—自移机尾

图1横轴式掘锚机+锚杆转载机组的快掘工艺布置图

2.4悬臂式掘进机+滑移式临时支护+跨骑式液压锚杆钻车

该工艺通过滑移式临时支护装置很好地解决了工作面迎头的支护问题，掘进
机位于滑移式临时支护装置下完成截割作业，在截割作业同时，位于掘进机后部
的跨骑式液压锚杆钻车通过安装4台全方位360旋转的钻臂，可实现顶帮锚杆及
锚索的高效便捷施工，施工作业灵活，掘支可平行施工，作业效率较现有的掘进
工艺提升50%左右，且该工艺在地质条件选择方面适应性广，临时支护装置有滑
移式和无反复支撑门式两种形式。悬臂式掘进机+滑移式临时支护+跨骑式液压

锚杆钻车的快掘工艺布置如图2所示。

1—滑移式临时支护；2—悬臂式掘进机；3—跨骑式液压锚杆钻车；4—可

弯曲二运转载皮带机；5—自移机尾

图2悬臂式掘进机+滑移式临时支护+跨骑式液压锚杆钻车的快掘工艺布置图

2.5护盾式掘锚一体化机组作业

以上两种形式虽然在掘支平行作业方面有一定的突破，但根据不同地质结构
掘支平行处于部分平行或阶段平行，未来煤矿掘进工艺如果想在效率提升及作业
环节优化方面有进一步的改善，真正实现全部平行施工是目标，护盾式掘锚一体
化作业将是发展方向，将掘进环节的割、装、运、支全部集成于一台装备上，且
能够很好地完成临时支护功能，同时在实现快速掘进工艺时还需充分考虑截割方

式与地质条件的匹配性，确保针对不同地质条件或遇构造断层时也能顺利截割。

3煤巷快速掘进技术的优化措施

（１）通过改进勘探方法，选择煤炭储量丰富、煤岩硬度低、渗水量少、瓦
斯涌出少的煤层，着力克服地质条件带来的负面影响。目前应用最为先进的勘探

方法

是基于三维地震的综合勘探法，这在以后值得大力推广实施。
（２）大力引进国外先进技术和经验，并加以消