論煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

賀楠+陳傳波

摘要：煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)是我國煤礦開采業(yè)研究的重點(diǎn)，我國也一直在努力實(shí)現(xiàn)煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)的自主化開發(fā)。文章從煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)簡介、煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)分類兩個方面對煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)進(jìn)行了概述，從煤巷高效掘進(jìn)技術(shù)、巖巷高效掘進(jìn)技術(shù)、煤巖混合巷高效掘進(jìn)技術(shù)、高效掘進(jìn)的配套技術(shù)等方面對煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：煤礦；高效采掘技術(shù)；發(fā)展現(xiàn)狀；煤礦開采業(yè)；采掘效率

中圖分類號：TD235 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）33-0141-02

2008年國際金融危機(jī)后，各國分別提出了新能源計劃，美國更是提出了碳關(guān)稅的政策，以此來促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，似乎傳統(tǒng)能源受到了很大的沖擊。但由于我國的能源結(jié)構(gòu)以煤為主，煤炭是電力行業(yè)的主要燃料，因此在未來很長的一段時間內(nèi)煤炭仍會在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)重要的地位。此外，隨著煤化工技術(shù)的不斷發(fā)展，煤炭已經(jīng)不僅僅作為燃料來使用，而是成為很多工業(yè)產(chǎn)品的重要原料。但我國煤炭開采效率一直很低，大大增加了掘進(jìn)成本。在這種背景下，煤炭采掘業(yè)需要不斷改進(jìn)掘進(jìn)技術(shù)，積極發(fā)展高效掘進(jìn)技術(shù)，提高采掘效率，最終促進(jìn)煤炭產(chǎn)量的提高。

1 煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)概述

1.1 煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)簡介

煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)主要是指在地下煤礦采掘過程中，為了方便煤炭回采，從多個面進(jìn)行掘進(jìn)所運(yùn)用的技術(shù)。通常煤礦掘進(jìn)相當(dāng)于是打通煤炭回采通道，這個過程中需要考慮的因素非常多，最為重要的因素是安全因素，掘進(jìn)之后形成的巷道需要在回采過程中反復(fù)使用。掘進(jìn)技術(shù)是煤礦生產(chǎn)安全的首要保障，只有綜合考慮地質(zhì)和開采需要，才能有效形成安全的掘進(jìn)技術(shù)

體系。

1.2 煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)的分類

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)越來越先進(jìn)，煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)的種類也越來越豐富。從總體上來劃分，煤礦掘進(jìn)技術(shù)可以分為三大類：煤巷掘進(jìn)技術(shù)、巖巷掘進(jìn)技術(shù)和煤巖混合巷掘進(jìn)技術(shù)。具體而言，針對不同地質(zhì)情況的煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)又可分為五大類：煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)、大斷面煤巷連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)技術(shù)、掘錨一體化技術(shù)、全液壓鉆車巖巷掘進(jìn)技術(shù)、重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)技術(shù)。

2 煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 煤巷高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

煤巷高效掘進(jìn)技術(shù)主要涉及三個方面：煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)、連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)技術(shù)、掘錨一體化掘進(jìn)技術(shù)。目前我國煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)一般是依靠懸臂式掘進(jìn)機(jī)來搭建礦區(qū)掘進(jìn)作業(yè)平臺。我國自改革開放之初就開始引進(jìn)國外懸臂式掘進(jìn)機(jī)，同時也進(jìn)行自主研發(fā)，經(jīng)過長達(dá)幾十年的開發(fā)，我國形成了每年近千臺懸臂式掘進(jìn)機(jī)的生產(chǎn)能力，而懸臂式掘進(jìn)機(jī)的型號也越來越多。連續(xù)采煤機(jī)高效掘進(jìn)技術(shù)是一個比綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)成本更低的掘進(jìn)技術(shù)。大斷面煤巷連續(xù)采煤機(jī)高效掘進(jìn)技術(shù)是以連續(xù)采煤機(jī)為核心機(jī)器的技術(shù)，但這類技術(shù)不能用于單巷采掘。此外，掘錨一體化掘進(jìn)技術(shù)將支護(hù)和掘進(jìn)有力結(jié)合在一起，大大提高了煤礦的掘進(jìn)效率，在應(yīng)用范圍上也沒有太大的限制。

2.2 巖巷高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

巖巷高效掘進(jìn)技術(shù)主要涉及全液壓鉆車巖巷高效掘進(jìn)技術(shù)和全巖巷重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)技術(shù)。全液壓鉆車巖巷高效掘進(jìn)技術(shù)主要是以全液壓鉆車為核心機(jī)器，目前比較常用的是履帶式液壓鉆車。這類技術(shù)處理巖石掘進(jìn)的效率非常高，能夠?qū)@眼、爆破、支護(hù)等作業(yè)一次性完成，提高了掘進(jìn)的安全性。而我國全巖巷重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)技術(shù)目前還處于試驗(yàn)階段，在我國有小范圍的應(yīng)用。德國、奧地利、英國在這方面的技術(shù)比較成熟。

2.3 煤巖混合巷高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

在煤巖混合巷掘進(jìn)中，掘進(jìn)斷面中巖層占到整個斷面的20%～80%，這類巷道的掘進(jìn)主要是采用懸臂式掘進(jìn)機(jī)。在我國，煤巖混合是煤礦區(qū)較常見的地質(zhì)特點(diǎn)。我國的平煤集團(tuán)長期致力于煤巖混合巷高效掘進(jìn)技術(shù)的開發(fā)，目前該集團(tuán)的煤巖混合巷高效掘進(jìn)技術(shù)已達(dá)到世界先進(jìn)水平。

3 煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 煤巷高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展趨勢

煤巷高效掘進(jìn)技術(shù)主要的發(fā)展方向是開發(fā)掘錨一體化高效掘進(jìn)技術(shù)和連續(xù)開采高效掘進(jìn)技術(shù)，在這方面美國和澳大利亞一直處于領(lǐng)頭羊的地位。掘錨一體化高效掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用范圍廣、安全性高，是未來我國煤礦掘進(jìn)技術(shù)的主流方向。對于連續(xù)開采高效掘進(jìn)技術(shù)而言其主要發(fā)展方向是不斷提高連續(xù)采煤機(jī)的自動化程度，拓寬連續(xù)采煤機(jī)的應(yīng)用范圍，目前工程師們正著力于將連續(xù)開采高效掘進(jìn)技術(shù)運(yùn)用到單巷掘進(jìn)中去。

3.2 巖巷高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展趨勢

巖巷高效掘進(jìn)技術(shù)經(jīng)過了幾十年的自主研發(fā)，已經(jīng)有了長足進(jìn)步，但我國懸臂掘進(jìn)機(jī)的研發(fā)與世界先進(jìn)國家還有一定差距，具體而言就是我國所開發(fā)的懸臂掘進(jìn)機(jī)功率尚不能滿足日常煤炭開采作業(yè)需求，因而不斷提高懸臂掘進(jìn)機(jī)功率是我國巖巷高效掘進(jìn)技術(shù)的主要發(fā)展方向。而全斷面掘進(jìn)技術(shù)也是我國需要大力發(fā)展的方向。此外，就全液壓鉆車加側(cè)卸裝巖機(jī)巖巷高效掘進(jìn)技術(shù)而言，其主要研究方向是不斷提高機(jī)器本身的自動化水平。

3.3 煤巖混合巷高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展趨勢

煤巖混合巷高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展方向主要是提高懸臂式掘進(jìn)機(jī)工作的安全性，逐漸向智能化、自動化發(fā)展，以減少煤巖混合地貌給煤礦掘進(jìn)帶來的不確定性。同時，不斷提高連續(xù)采煤機(jī)的整體性能，使得連續(xù)采煤機(jī)能夠高效持續(xù)使用，也將為煤巖混合巷高效掘進(jìn)技術(shù)帶來新的突破。此外，細(xì)化連續(xù)采煤機(jī)的功能，使之能在不同煤巖混合地況下使用，也將是煤巖混合巷高效掘進(jìn)技術(shù)的重要發(fā)展方向。

3.4 高效掘進(jìn)的配套技術(shù)

不斷完善煤礦高效掘進(jìn)的配套技術(shù)也是提高煤礦掘進(jìn)效率的重要手段，例如不斷開發(fā)新的除塵設(shè)備，以保證采掘人員的呼吸健康；不斷提高支護(hù)技術(shù)的安全性和可靠性，減少巷道坍塌對煤炭開采造成的不良影響。不斷優(yōu)化礦區(qū)地質(zhì)評估和探測技術(shù)，使得煤礦掘進(jìn)技術(shù)的選擇有據(jù)可依，盡量做到因地制宜，實(shí)時掌控煤礦區(qū)地質(zhì)的變化情況等。

4 結(jié)語

由于我國的能源結(jié)構(gòu)以煤為主，對我國來說21世紀(jì)仍然是碳的世紀(jì)，隨著煤化工技術(shù)的不斷發(fā)展，煤炭的應(yīng)用范圍也越來越廣?；诖?，即使在新能源技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，煤炭開采依然十分重要。目前我國煤炭開采的機(jī)械化程度比較低，使得煤炭產(chǎn)率大打折扣。在未來如何因地制宜地提高我國煤炭開采效率將成為我國煤炭行業(yè)生存發(fā)展的關(guān)鍵問題。煤炭開采的機(jī)械化和無人化也將是21世紀(jì)煤炭行業(yè)發(fā)展的重要方向，這一切都依賴于高效掘進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步。本文對煤炭高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并探討了其在未來的發(fā)展趨勢，希望能為從事相關(guān)工作的人員提供一些有益的

參考。

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作者簡介：賀楠（1986-），男，山東單縣人，山東魯能菏澤煤電開發(fā)有限公司彭莊煤礦技術(shù)主管，助理工程師，研究方向：煤礦掘進(jìn)技術(shù)。endprint