连续采煤机配套连续运输系统在长距离巷道快速掘进中的应用培训

连续采煤机配套连续运输系统在长距离巷道快速掘进中的应用培训勇于跨越追求卓越CONTENTS目录01煤矿巷道快速掘进技术概述02连续采煤机与连续运输系统基础03系统核心设备与技术参数04施工工艺与流程优化CONTENTS目录05支护工艺与安全保障06工程应用案例分析07智能化技术与未来发展08安全操作与风险防控CONTENTS目录09系统维护与常见故障处理01煤矿巷道快速掘进技术概述巷道掘进的定义与重要性巷道掘进的定义巷道掘进是指在煤矿等地下工程中，按照设计要求向前推进开挖面，开凿新的巷道或隧道，为矿产资源的开采提供通道的施工活动。巷道掘进的技术要求掘进作业需要严格遵守技术规范，确保巷道的尺寸、形状和稳定性符合安全标准，采用合理的掘进破岩、装岩和支护技术。巷道掘进的主要目的掘进的主要目的是为了开拓新的采煤工作面，形成地下空间，为后续的支护、运输、通风等工序创造条件，确保煤矿的持续生产与安全。巷道掘进的重要性支撑矿井结构，形成矿井骨架；确保矿井通风，保障矿工安全和空气质量；提高资源回收率，通过精确掘进减少资源浪费，是矿产资源开发的基础。按施工方法分类煤矿掘进技术分类与发展历程

煤矿掘进技术主要分为普通凿井法和特殊凿井法。普通凿井法采用钻眼爆破，包括浅孔（深度<2m）、中深孔（2-4m）、深孔（>5m）爆破；特殊凿井法用于不稳定或含水地层，包括冻结法、钻井法、注浆法。按机械化程度分类

分为传统钻爆法、机械化掘进法和定向钻进技术。传统钻爆法操作简单但效率较低；机械化掘进以掘进机为主，实现连续作业；定向钻进适用于复杂地质条件下的精准钻进。发展历程关键阶段

20世纪50年代中国开始采用机械化作业线替代手工掘进；90年代引入连续采煤机技术，神东大柳塔煤矿1996年创下单巷月进2187米世界纪录；2020年后智能化发展，如大柳塔煤矿实现5G+连续采煤机器人群协同作业。连采技术发展特点

连采（煤矿连续机械化采煤）核心为连续采煤机与锚杆钻机交替作业，机械化率达95%以上。从美国引进到国产化突破，如中国煤炭科工集团薄煤层连采连充技术，采空区矸石充填率达100%，回采率提升3倍以上。长距离巷道快速掘进的核心挑战

设备运输与下井难题连续采煤机及其配套设备体积大、吨位高，部分设备如转载机无法解体，导致设备下井路线规划复杂，需对生产系统进行改造以适应设备运输需求。

掘支运协同效率瓶颈传统掘支分离作业模式下，掘进与支护工序衔接不畅，多巷布置时需频繁转移设备，辅助时间占比高，制约整体掘进速度提升。

长距离运输系统可靠性风险随巷道延伸，连续运输系统搭接长度增加，胶带机延伸、设备维护难度加大，易因转载故障导致生产中断，如某矿曾因运输机链板断裂造成8小时停产。

复杂地质条件适应性考验煤层厚度3.59～6.23m变化区间、直接顶砂质泥岩稳定性差异，以及0～3°倾角影响，对截割参数调整和顶板控制提出动态适配要求。

安全与效率平衡难题高瓦斯环境下需兼顾通风与掘进速度，长距离巷道内粉尘浓度控制、设备远程监控信号传输稳定性，增加了安全管理复杂度。02连续采煤机与连续运输系统基础

连续采煤机的工作原理与结构组成

连续采煤机的工作原理连续采煤机通过横轴式滚筒截割机构实现煤体的破碎，由截割电机驱动滚筒旋转落煤；装煤部的蟹爪式装载臂将煤推至刮板输送机，运煤部将煤转载至后续运输设备；行走系统采用履带驱动实现整机移动，各系统协同完成掘进、装煤、运煤连续作业。

主要结构组成——截割部截割部由截割电机、减速箱、截割滚筒等组成，采用横轴式滚筒机构，左右电机通过扭矩限制器和万向联轴节驱动滚筒旋转。截割臂可在升降油缸作用下上下摆动调节采高，滚筒转速可通过不同齿数齿轮组实现多种调节，以适应不同煤层条件。

主要结构组成——装运与行走系统装运部包含蟹爪式装载臂与刮板输送机，蟹爪臂由电机经减速器驱动，将落煤推至刮板输送机；运煤部刮板链由收集头连接轴链轮驱动，可向两侧各摆动45°以适应卸载点变化。行走系统采用千伏级交流变频履带驱动，双电机分别控制左右履带，实现前进、后退、转弯及原地旋转。

主要结构组成——液压与电气系统液压系统采用双齿轮泵开式设计，通过多路阀组控制截割臂升降、装载臂动作等液压执行元件。电气系统提供动力与控制支持，部分机型配备激光雷达、惯导系统等智能感知设备，实现姿态调整与自主截割，支持远程监控与自动化作业。典型连续运输系统类型连续运输系统的类型与技术特点以DBT公司2000型连续运输系统为代表，由8～10个独立运输转载单元（MBC和PBC）及刚性结构皮带机尾（RFM和RFM/TP）组成，包含移动式桥式输送机（MBC）和跨骑式桥式输送机（PBC）。核心技术参数优势总功率达890kW，供电电压1140V，运输能力高达2000t/h，能满足连续采煤机高强度出煤需求，实现掘装运连续作业。结构组成与搭接方式8个独立单元时含4台MBC（首台带给料破碎机MBC/FB）和4台PBC，搭接总长度86.3m；末台PBC在90m长刚性结构胶带机尾架上滑移，与胶带机中间架连接形成整体运输系统。与传统运输方式对比突破传统梭车或蓄电池运煤车间断运输模式，通过多单元连续转载实现掘装运一体化，为上湾煤矿月进尺4656m等快速掘进纪录提供关键运输保障。连采机与连续运输系统的适配性分析设备性能参数匹配性连续采煤机生产能力需与连续运输系统运输能力相匹配。例如上湾煤矿采用的JOY12CM15-10D型连续采煤机生产能力为15～27t/min，配套的DBT2000型连续运输系统运输能力达2000t/h，确保煤炭连续高效转运。空间布局与作业协同性连续运输系统由8～10个独立运输转载单元（MBC和PBC）组成，总长度达86.3m，与连续采煤机形成灵活搭接。连采机通过切槽和采垛工序掘进，煤体经自装煤系统直接转载至连续运输系统，实现掘运空间协同。动力与控制兼容性连采机与连续运输系统需在供电电压、控制系统上兼容。如JOY连采机电压为1100V，连续运输系统电压为1140V，通过统一的电气控制系统实现设备启停、运行状态监测的联动，保障作业安全稳定。生产效率提升验证上湾煤矿连采一队采用该配套系统，2003年1月实现单机3巷掘进进尺4656m，创国内纪录，证明连采机与连续运输系统的适配性可显著提升长距离巷道掘进效率，较传统工艺掘进效率提升2-3倍。03系统核心设备与技术参数

连续采煤机主要技术参数（以12CM15-10D为例）01生产能力与功率配置12CM15-10D型连续采煤机生产能力达15～27t/min，总功率553kW，可满足高强度巷道掘进需求。

02行走与截割性能设备行走速度0～10.7m/min，截割宽度3.3m，采高范围2.657～4.6m，适应0～5°工作面倾角及±17°走向倾斜度。

03供电与作业环境要求采用1100V电压供电，适用于煤巷及半煤岩巷掘进，配套连续运输系统可实现掘装运一体化作业。

连续运输系统性能指标（以2000型为例）系统功率总功率达到890kW，采用1140V电压供电，为长距离、大负荷煤炭运输提供稳定动力支持。

运输能力设计运输能力为2000t/h，可高效匹配连续采煤机的出煤量，实现掘运环节的产能平衡。

设备组成与总长度由8-10个独立运输转载单元（MBC和PBC）及刚性结构皮带机尾组成，8单元配置时总长度达86.3m，满足长距离巷道转载需求。

配套辅助设备（锚杆机、铲车等）技术参数01ARO四臂锚杆机技术参数功率：2×45kW；采高：2.3～4.6m；岩石硬度：60～70MPa综合岩层；对地间隙：250mm；最大支撑高度：4000mm；最大支撑力：20000kg；最大进给长度：2050mm；钻杆钻速：600r/min。

02UN-488型铲车技术参数动力来源为蓄电池128V；充电运转时间：8～10h/次；回转半径：内径3531mm，外径6655mm；载重：4t。

03DSP1080/1000型皮带机技术参数运输能力：800t/h；功率：160kW；长度：1000m；带宽：1000mm；带速：2.5m/s。04施工工艺与流程优化01巷道及煤层围岩条件分析巷道布置概况服务于上湾井田西翼盘区1-2煤开采的3条集中巷，分别为辅助运输兼进风巷、胶带运输巷、集中回风巷，平行布置，间距在20m之内，均位于1-2煤煤层中，掘进中每隔50～60m布置施工一条联络巷。02煤层赋存特征掘进地段1-2煤煤厚3.59～6.23m，煤层倾角0～3°，为近水平煤层，为机械化掘进创造了有利条件。03顶底板岩性条件直接顶为砂质泥岩，厚度0.8～2.78m；老顶以细、粉砂岩为主，部分为中粗砂岩，厚度大于20m；直接底为泥岩，老底为砂岩，整体岩层稳定性较好。04巷道断面设计3条集中巷均为矩形断面，辅助巷和胶运巷断面尺寸（宽×高）为5.0m×3.6m，回风巷为6.0m×3.6m，满足通风、运输及设备作业空间需求。截割工艺：切槽与采垛工序详解切槽工序操作流程连续采煤机在巷道前进方向左侧，按激光线确定位置，向前切割煤壁至15m深度后退出。截割时先将截割头调整至巷道顶部切入煤体，由上向下截割，割到巷道底板时稍向后退割平底煤并装完余煤。采垛工序操作流程连采机调整至巷道右侧，切割剩余煤壁，使巷道达到规定宽度和循环进度。同样遵循由上向下的截割顺序，确保巷道成型。切槽与采垛工序共同完成一次掘进循环进尺。截割循环控制标准掘进进尺需达到规程规定的掘锚循环进尺，一般为15m。完成后连采机移至下一条巷道作业，确保各工序衔接顺畅，为快速掘进奠定基础。装煤与连续运输作业流程落煤与装煤工艺采用连续采煤机进行截割煤和装煤。司机先开动采煤机调整在巷道前进方向左侧，并按激光线确定位置，开始向前方煤壁切割直至割入深度达15m，然后退出；再将采煤机调整到巷道右侧，开始截割剩余部分，连采机就是以切槽和采垛工序来完成巷道的掘进。装煤采用连续采煤机自装煤方式，煤落入采煤机铲板的收集头上，由圆盘耙爪装入中部运输机，再转载到连续运输系统给料破碎机内。连续运输系统组成与功能上湾矿所使用的连续运输系统由DBT公司生产，总功率890kW，供电电压1140V，运输能力2000t/h。该系统由8～10个独立的运输转载单元（MBC和PBC）和一条刚性结构皮带机尾（RFM和RFM/TP）组成。如为8个独立单元，则包括4台移动式桥式输送机（MBC）和4台跨骑式桥式输送机（PBC），搭接后的总长度为86.3m。煤炭转载与运输路径掘进煤经过连采机的运输机转载至连续运输系统的第1台带有给料破碎机的移动式桥式输送机，经破碎后依次通过各运输转载单元，最后由跨骑式桥式输送机在刚性结构胶带机尾架上搭接并滑移，将煤炭转载至胶带输送机运出。

掘锚协同作业组织与循环管理掘锚交替作业模式采用连续采煤机与锚杆钻机交替作业方式，形成"掘进-支护"循环流程，作业循环进度不大于7m，实现掘进与支护工序的有序衔接。

多巷道平行作业组织针对20m间距内的平行巷道（如辅助运输巷、胶带运输巷、回风巷），通过合理调度设备，实现多巷同时施工，上湾煤矿连采一队曾创下单机3巷月进尺4656m的纪录。

循环进度控制与工序衔接严格控制连采机截割循环进度，切槽和采垛工序单次掘进深度达15m后转移作业面；每隔50～60m施工联络巷，确保各巷道间运输与通风系统畅通，提升整体作业效率。

设备协同调度机制建立连续采煤机、连续运输系统、锚杆机、铲车的协同调度机制，实现割煤、装煤、运煤、支护、清道等工序无缝衔接，减少设备等待时间，提升系统作业效率2-3倍。05支护工艺与安全保障

顶板支护技术：锚杆与锚索参数规范顶板锚杆锚固方式与材料规格采用树脂加长锚固，使用两支锚固剂，规格分别为K2335和Z2360，钻孔直径28mm，锚固长度1300mm。

顶板锚杆角度与布置要求靠近巷帮的顶板锚杆安设角度与垂直线成30度角，其余与顶板垂直；顶锚杆最靠近帮上的一根距巷帮250mm，间距按钢筋托梁眼距布置，排距及误差不超过±100mm。

顶板锚索参数与安装规范采用∮22mm锚索，长度7300mm，加长锚固，使用三支低浓度锚固剂（一支K2335先放，两支Z2360后放），布置在距巷帮1600mm处的顶板上。

锚杆预紧力与施工要求利用锚杆机搅拌树脂药卷，搅拌时间20-25秒，等待80-180秒后拧紧螺母，顶锚杆预紧力矩标准为120N·m，检查必须使用力矩扳手，锚杆外露长度不大于50mm（不包括托盘、钢筋托梁、螺母）。巷帮支护与迎头正面支护标准巷帮支护：锚固方式与材料规格采用树脂端部锚固，单支锚固剂规格为Z2360，锚固长度860mm，钻孔直径28mm；靠近顶板的巷帮锚杆安设角度与水平成向上10度角，其余与巷帮垂直。巷帮支护：网片铺设与预紧力要求铺联网时需拉直拉紧、两头对齐，采用四股18#铁丝按不大于100mm间隔连接牢固（联网扣数不少于3圈）；锚杆预紧力矩应达到80N·m，起锚高度800mm，顶部帮锚杆距顶板300mm。迎头正面支护：煤体稳定条件标准第一排玻璃钢锚杆距顶板800mm，往下排距1500mm、间距1500mm，距帮250mm，起锚高度1500mm；每排4根，共施工两排。迎头正面支护：煤体较软条件标准第一排玻璃钢锚杆距顶板300mm，往下排距1000mm、间距1000mm，距帮500mm，起锚高度1500mm；每排5根，共施工三排。迎头正面支护：顶板冒落特殊处理巷道超高1000mm以上时，第一排玻璃钢锚杆距顶板300mm，排距1100mm、间距1100mm，距帮300mm，起锚高度不超过1500mm；每排5根玻璃钢锚杆。

支护质量检测与预紧力控制顶板支护质量检测标准顶锚杆采用树脂加长锚固，两支锚固剂（K2335、Z2360），钻孔直径28mm，锚固长度1300mm；预紧力矩标准为120N·m，外露长度不大于50mm，检查必须使用力矩扳手。

巷帮支护质量检测要求帮锚杆采用树脂端部锚固（Z2360锚固剂），锚固长度860mm；预紧力矩达到80N·m，起锚高度800mm，靠近顶板的帮锚杆距顶板300mm，联网采用四股18#铁丝间隔不大于100mm连接牢固。

预紧力控制关键技术利用锚杆机搅拌树脂药卷，搅拌时间20-25秒，停止搅拌后保持推力等待41-80秒，再等待80-180秒后拧紧螺母托盘；通过扭矩扳手严格控制预紧力，顶锚杆120N·m、帮锚杆80N·m，确保支护强度。

迎头正面支护检测规范煤体稳定时施工两排玻璃钢锚杆，横向间距1500mm、排距1500mm；煤体较软时加密为三排，间距1000mm、排距1000mm；顶板冒落超高时，第一排距顶板300mm，确保迎头煤壁稳定性。06工程应用案例分析工程概况与巷道布置上湾煤矿单机3巷掘进创纪录实践

上湾煤矿位于陕蒙接壤的神府东胜煤田，属神华集团神东公司骨干矿井，设计生产能力10.0Mt/a。2003年1月，该矿连采一队单机3巷掘进完成进尺4656m，创国内煤矿单机3巷掘进进尺速度新纪录，被收入第九批中国企业新纪录。巷道及煤层条件

所掘巷道为服务于上湾井田西翼盘区1-2煤开采的3条集中巷，分别为辅助运输兼进风巷、胶带运输巷、集中回风巷，平行布置，间距在20m之内，均位于1-2煤煤层中。1-2煤煤厚3.59～6.23m，煤层倾角0～3°，直接顶为砂质泥岩（0.8～2.78m），老顶以细、粉砂岩为主（厚度大于20m），直接底为泥岩，老底为砂岩。巷道为矩形断面，辅助巷与胶运巷规格为5.0m×3.6m，回风巷为6.0m×3.6m，每隔50～60m布置联络巷。核心设备与工艺配置

采用美国JOY公司12CM15-10D型连续采煤机（生产能力15～27t/min，总功率553kW）进行割落煤并自装煤；DBT公司2000型连续运输系统（功率890kW，运输能力2000t/h）转载破碎煤炭；澳大利亚ARO四臂锚杆机（功率2×45kW）进行锚杆支护；DBT公司488型铲车（蓄电池128V，载重4t）运输材料设备及清理浮煤淤泥，形成全工序机械化作业线。5G通信集控中心协同作业大柳塔煤矿5G+机器人群协同作业模式借助5G无线通信技术，实时采集并显示连续采煤机运行参数、工作状态等信息，工作人员通过视频、监控软件所提供的信息，从工作面撤离至距工作面较远的安全区域进行自动截割作业，确保传输信号的可靠性和稳定性，实现远程操控无延时传输视频画面。地面与井下分控中心协同作业建设掘进队地面集控室，通过工业以太网将工作面集控中心数据传送至地面数据中心，实现掘进、支护、运输、供电、通风、供排水、瓦斯、粉尘全系统地面集中监控，工作人员可在地面分控中心控制井下连续采煤机远程记忆截割、定位截割、自主截割等模式。连续采煤机控制系统协同智能化作业通过增设传感器、自动化控制箱实现对连续采煤机动作机构的检测和控制，用多个不同类型的摄像仪多角度视频监控，依靠“激光导引＋组合惯导”实现设备定位定姿定向，激光导引装置实时追踪定位连续采煤机，组合惯导系统实时提供精确的角度和位置信息。典型应用效果对比：效率与安全提升数据掘进效率提升上湾煤矿连采一队单机3巷掘进月进尺达4656m，创国内煤矿单机3巷掘进进尺速度新纪录；陕蒙等矿区应用连采技术后掘进效率较传统方法提升2-3倍。生产能力对比连续采煤机生产能力可达15～27t/min，配套的2000型连续运输系统运输能力达2000t/h，显著高于传统梭车运输系统。人工与劳动强度降低采用5G+连续采煤机器人群协同作业，实现远程控制与自主掘进，减少井下作业人员；自动电缆卷放车替代人工拖拽电缆，降低劳动强度。安全事故率下降机械化作业减少人员井下暴露时间，配合瓦斯实时监控、自动支护等系统，瓦斯超限、支护不当等安全隐患大幅降低，事故率显著下降。07智能化技术与未来发展

连续采煤机远程控制与自主截割技术远程控制技术架构基于5G网络实现连续采煤机、锚杆机、破碎机等设备的实时数据传输与通信，通过在掘进工作面关键节点布置基站，完成5G信号覆盖，支持在集中操作室或地面调度中心进行远程集中操控。

自主截割实现方式通过增设激光雷达、惯导系统、角度传感器等，实现设备姿态自主调整与自主截割；采用"激光导引＋组合惯导"进行精确定位，实时提供航向角、俯仰角、横滚角及三维坐标，确保截割精度。

远程监控与操作模式在集中控制中心，借助高清视频、音频及设备运行状态信息，实现连续采煤机远程记忆截割、定位截割、自主截割等控制模式，工作人员可摆脱井下恶劣环境，在地面分控中心完成全过程干预及控制。

关键技术突破解决远程控制时的软硬件兼容、信息感知、数据传输、电缆管理等问题，采用无线＋有线的通信方式，保证通信可靠性与现场便利性；升级连续采煤机电气控制系统，辅以多类型摄像仪多角度视频监控，提升系统安全性。5G通信在掘进工作面的应用实践

5G网络部署方案在掘进工作面带式输送机头、掘进机点、通风机点、供电点、转载点布置基站，运输巷道关键节点布置基站，实现现场5G信号全覆盖，保障设备间高速可靠通信。

远程集中操控实现借助5G网络传输高清视频、音频及设备运行姿态、方位、状态等信息，工作人员可在远离工作面的安全区域或地面调度中心对连续采煤机、钻锚机等设备进行远程集中操控。

关键设备智能化升级连续采煤机升级后具备姿态自主调整、自主截割功能，梭车实现一键启动、自主行走、对接、装载、卸煤、避障及安全预警，锚杆机具备自动钻锚、自动间距定位、自动行走与排距定位功能。

协同作业模式构建通过5G通信集控中心，实现连续采煤机、锚杆机、破碎机、卷缆车与带式输送机、局部通风机、供配电设备在同一平台协同作业，形成完整掘进智能化技术体系，如大柳塔煤矿连采三队52508掘进工作面实现减人提效和远程控制目标。智能协同作业系统架构与关键技术5G无线通信系统架构系统由地面5G核心网设备（5GC）、地面操控中心、矿用隔爆型基站控制器（BBU＋RHUB）、矿用隔爆兼本安型无线基站（pRRU）、信号转换器（CPE）及矿用本安型手机等组成，实现井下设备与地面的高速、可靠数据传输。机器人群协同作业模式由连续采煤机器人、卷缆机器人、运煤机器人、支护机器人、破碎机器人等组成，通过5G网络实现远程集中监控与协同作业，如大柳塔煤矿52508掘进工作面实现连续采煤机远程控制、自主割煤及锚杆机自动钻锚。连续采煤机智能化控制技术通过增设激光雷达、惯导系统、角度传感器及高清摄像仪，实现设备姿态自主调整、自主截割；采用“激光导引＋组合惯导”进行精确定位，支持远程记忆截割、定位截割及自主截割控制模式。自移机尾与自动卷缆技术掘进工作面采用自移机尾通过迈步推移机构实现带式输送机机尾机械化快速延伸；履带式自动电缆卷放车配合连续采煤机自动收放电缆，降低人工劳动强度，提高作业效率。08安全操作与风险防控

掘进作业主要安全风险识别瓦斯超限风险煤矿掘进作业中，瓦斯浓度超标是常见且严重的安全隐患，需严格监测和控制，以防瓦斯爆炸事故发生。

顶板支护风险掘进过程中，若支护措施不到位，易发生冒顶、坍塌事故，威胁作业人员安全，需确保支护强度和及时性。

通风不良风险良好的通风系统对排除有害气体和粉尘至关重要，通风不良会导致作业环境恶化，影响矿工健康和安全。

电气设备故障风险电气设备若未定期检查和维护，可能引发火灾或电击事故，是掘进作业中潜在的重要安全隐患。

机械伤害风险在使用连续采煤机等机械设备时，操作人员若未按规定操作或佩戴防护装备，易发生肢体被机器夹伤等机械伤害事故。

个人防护装备使用规范头部防护装备在掘进作业中，必须正确佩戴符合规定的安全帽，其主要作用是有效防止头部受到落物、碰撞等伤害，是基本的个人防护措施。

眼部防护装备佩戴防护眼镜能够防止在掘进过程中产生的灰尘、飞石等对眼睛造成伤害，保障作业人员的视力安全，作业时需确保防护眼镜完好且佩戴规范。

呼吸防护装备在粉尘较多的掘进环境中，必须佩戴防尘口罩，以有效过滤空气中的有害颗粒，保护呼吸系统。应选择符合标准的防尘口罩，并按照使用说明正确佩戴和更换。

身体防护装备选择合适的防护服可以防止皮肤接触有害物质，减少化学烧伤和机械伤害的风险。防护服应具备耐磨、耐撕裂等特性，且需穿着整齐，确保身体各部位得到有效防护。

瓦斯、顶板等事故应急处置流程瓦斯超限及爆炸事故应急处置立即停止作业，切断电源，撤出人员至安全区域；启动局部通风机加强通风，使用瓦斯检测仪监测浓度，严禁明火；按预案程序汇报并组织救援，佩戴自救器沿避灾路线撤离。

顶板冒顶事故应急处置发现顶板异响、掉渣等征兆时，立即撤离人员；冒顶发生后，设置警戒严禁入内，通过观察孔确认被困人员情况；采用临时支护加固未冒落区域，由专业人员实施救援。