我國(guó)煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)和裝備的現(xiàn)狀與發(fā)展

劉輝

（陜煤集團(tuán)神木檸條塔礦業(yè)有限公司，陜西榆林 719300）

我國(guó)煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)和裝備的現(xiàn)狀與發(fā)展

劉輝

（陜煤集團(tuán)神木檸條塔礦業(yè)有限公司，陜西榆林 719300）

在煤礦生產(chǎn)中，煤炭產(chǎn)量的高低受到掘進(jìn)技術(shù)和裝備的制約，為了提高煤炭的產(chǎn)量，先進(jìn)的巷道掘進(jìn)技術(shù)和裝備是不二途徑。本文針對(duì)我國(guó)煤礦開采業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，論述了煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)和裝備的現(xiàn)狀，并對(duì)該技術(shù)和裝備的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望，以期在和廣大同行交流的過程中，促進(jìn)我國(guó)煤礦開采技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展。

煤礦巷道 掘進(jìn)裝備 掘進(jìn)技術(shù) 現(xiàn)狀與發(fā)展

目前，井下作業(yè)是我國(guó)煤炭開采的主要形式，據(jù)統(tǒng)計(jì)，大約九成的原煤就是來自于井下。由此可見，提高煤炭產(chǎn)量的關(guān)鍵在于井下開采效率的高低。而在實(shí)際的煤礦開采中，復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境是影響巷道開采進(jìn)度與質(zhì)量的重要因素。所以，必須選擇科學(xué)合理的技術(shù)和設(shè)備，提高巷道開采的進(jìn)度和質(zhì)量。在相關(guān)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，我國(guó)煤礦開采技術(shù)和設(shè)備已經(jīng)取得不小的進(jìn)展。但是，本著精益求精的原則，本文將繼續(xù)對(duì)我國(guó)煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)和裝備的現(xiàn)狀與發(fā)展進(jìn)行闡述，以期提高我國(guó)煤礦生產(chǎn)的水平和質(zhì)量。

1 當(dāng)前我國(guó)煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)和裝備的狀況

自上個(gè)世紀(jì)80年代開始，我國(guó)就已經(jīng)在探索試驗(yàn)礦井設(shè)計(jì)的改革，并且取得不錯(cuò)的效果。比如在煤礦生產(chǎn)中，煤層中基本上設(shè)置了采準(zhǔn)巷道和開拓巷道。當(dāng)前，煤巷大量分布在煤礦掘進(jìn)巷道中，約占掘進(jìn)巷道工程總量的70%。在巷道掘進(jìn)技術(shù)和裝備上，我國(guó)的煤礦生產(chǎn)主要應(yīng)用以下三種技術(shù)：

1.1 煤礦巷道綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)和裝備

煤礦巷道綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)主要采用轉(zhuǎn)載機(jī)、懸臂式掘進(jìn)機(jī)、單體錨桿機(jī)、刮板輸送機(jī)、供電系統(tǒng)和通風(fēng)除塵等設(shè)備。在上個(gè)世紀(jì)60年代初，我國(guó)的煤礦生產(chǎn)就已經(jīng)開始應(yīng)用懸臂式掘進(jìn)機(jī)，其使用過程可以分為引進(jìn)階段、消化吸收階段以及自主研制階段。在近幾年，我國(guó)基本實(shí)現(xiàn)了懸臂式掘進(jìn)機(jī)的國(guó)產(chǎn)化，而且發(fā)展到20多個(gè)機(jī)型、年產(chǎn)量1000多臺(tái)的規(guī)模。其中，EBJ-120TP型掘進(jìn)機(jī)作為國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的巷道掘進(jìn)機(jī)，已經(jīng)具備了國(guó)際領(lǐng)先水平，并在性能上超過了國(guó)外的同類機(jī)型，目前已經(jīng)開始大批量的投入到生產(chǎn)中。在重點(diǎn)煤礦半煤巖巷道的掘進(jìn)中，我國(guó)通常使用半煤巖懸臂式掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行機(jī)械化作業(yè)。該類型掘進(jìn)機(jī)分為中型機(jī)和重型機(jī)兩種類型。一般常用的機(jī)型包括了EBZ200、EBZ160、EBZ160TY、EBJ-120TP等。以上幾種機(jī)型的使用量已經(jīng)占到我國(guó)半煤巖掘進(jìn)機(jī)使用量的70%左右。此外，我國(guó)一般采用重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)來進(jìn)行大斷面巖巷的掘進(jìn)作業(yè)，目前該機(jī)型沒有廣泛投入生產(chǎn)。不過據(jù)報(bào)道，我國(guó)已經(jīng)對(duì)超重型巖巷掘進(jìn)機(jī)開展工業(yè)性試驗(yàn)，該機(jī)型除了煤炭科學(xué)研究院研究的EBH315，還包括了石家莊煤機(jī)公司生產(chǎn)的EBH300。

1.2 大斷面巷道持續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)技術(shù)和裝備

這種采煤機(jī)能夠同時(shí)實(shí)行大斷面落煤和運(yùn)輸作業(yè)，相對(duì)來說是一種高效綜合的機(jī)械化掘進(jìn)開采裝備，特別適合于井下方形斷面的短壁和多巷道的開采作業(yè)。不過，國(guó)內(nèi)還沒有企業(yè)可以自主生產(chǎn)該裝備，煤礦使用的大斷面巷道連續(xù)采煤機(jī)都是國(guó)外進(jìn)口的。目前，國(guó)內(nèi)主要有晉神公司、魯能公司等大型煤礦企業(yè)在使用該型號(hào)的連續(xù)采煤機(jī)。

1.3 掘錨設(shè)備一體化掘進(jìn)技術(shù)和裝備

在當(dāng)前的煤礦生產(chǎn)中，“掘錨一體化”作業(yè)能夠顯著提升煤礦巷道掘進(jìn)的速度。我國(guó)在對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行學(xué)習(xí)研究的基礎(chǔ)上，已經(jīng)在掘錨設(shè)備一體化掘進(jìn)技術(shù)和設(shè)備上取得了突破性進(jìn)展。當(dāng)前，掘錨機(jī)組裝備可以分為兩種類型，一種是以連續(xù)采煤機(jī)為形式的掘錨機(jī)組設(shè)備，另外一種則是以懸臂式掘進(jìn)機(jī)機(jī)載錨桿機(jī)為形式的掘錨機(jī)組設(shè)備。而我國(guó)不僅可以自主開發(fā)掘錨一體化的機(jī)組設(shè)備，而且在技術(shù)上處于國(guó)際領(lǐng)先水平。該技術(shù)和裝備由于能夠簡(jiǎn)化開采程序，所以可以提升開采效率，并且具有可靠性高、勞動(dòng)強(qiáng)度低以及機(jī)械化程度高等優(yōu)勢(shì)。

2 我國(guó)巷道掘進(jìn)技術(shù)和裝備的發(fā)展方向

2.1 發(fā)展掘錨一體化掘進(jìn)技術(shù)和裝備

無論是在國(guó)內(nèi)，還是在國(guó)際上，掘錨一體化掘進(jìn)技術(shù)和裝備已經(jīng)在應(yīng)用中體現(xiàn)了掘進(jìn)速度快、支護(hù)效果優(yōu)和適應(yīng)廣泛等優(yōu)點(diǎn)，并被先進(jìn)的煤炭生產(chǎn)國(guó)家所推廣應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，掘錨一體化施工技術(shù)可以顯著提高煤礦生產(chǎn)中的成巷速度，相對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)能夠提速70%左右。因此，掘錨一體化掘進(jìn)技術(shù)和裝備的運(yùn)用是我國(guó)煤礦生產(chǎn)產(chǎn)量和效率提高的重要基礎(chǔ)。所以，我國(guó)有關(guān)部門已經(jīng)在積極研發(fā)該技術(shù)及設(shè)備，并在大型煤礦中推廣應(yīng)用。同時(shí)，相關(guān)配套設(shè)施，比如掘錨機(jī)組和掘進(jìn)機(jī)機(jī)載錨桿鉆機(jī)等也在同步研發(fā)試驗(yàn)中。

2.2 不斷擴(kuò)展掘進(jìn)機(jī)的適用空間

針對(duì)掘進(jìn)機(jī)截割與斷面截割強(qiáng)度實(shí)行不斷加工的改進(jìn)措施，并開展硬巖截齒與截割方法上的創(chuàng)新研發(fā)，力圖擴(kuò)大掘進(jìn)機(jī)在煤礦生產(chǎn)中的使用范圍。

2.3 不斷提高工作穩(wěn)定性

煤礦生產(chǎn)的高校作業(yè)離不開可靠穩(wěn)定的設(shè)備支持。所以，必須結(jié)合煤礦掘進(jìn)中出現(xiàn)的問題，對(duì)掘進(jìn)機(jī)各個(gè)部分的結(jié)構(gòu)組成、傳動(dòng)方式進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，選取優(yōu)質(zhì)的材質(zhì)。

2.4 高效掘進(jìn)配套技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

目前，煤礦井下綜合機(jī)械化掘進(jìn)自動(dòng)控制技術(shù)取得了良好的應(yīng)用效果，也體現(xiàn)在煤礦生產(chǎn)中的總體技術(shù)水平。其中，該技術(shù)的配套輔助裝備包括了故障診斷系統(tǒng)、信息傳輸、截割斷面監(jiān)視系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、帶式轉(zhuǎn)載機(jī)等設(shè)備。與之相對(duì)照，巷道掘進(jìn)技術(shù)和裝備的配套設(shè)備包括了故障診斷技術(shù)、信息傳輸技術(shù)、斷面監(jiān)視技術(shù)、自動(dòng)截割輪廓成形控制技術(shù)、掘錨提花技術(shù)等，這也是今后煤礦生產(chǎn)中需要大力研究開發(fā)的技術(shù)。此外，在掘進(jìn)作業(yè)環(huán)節(jié)中，配套除塵設(shè)備有助于保證機(jī)器設(shè)備的穩(wěn)定。目前，國(guó)內(nèi)煤礦企業(yè)已經(jīng)在和德國(guó)CFT公司合作開發(fā)一種除塵設(shè)備，該設(shè)備在井下試驗(yàn)中可以達(dá)到99.5%的除塵效率。該技術(shù)和我國(guó)的煤礦生產(chǎn)環(huán)境相適應(yīng)，也是煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)和裝備上需要重視的一項(xiàng)技術(shù)。

3 結(jié)語

綜上所述，我國(guó)在煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)和裝備上取得了不錯(cuò)的進(jìn)展，而且發(fā)展趨勢(shì)良好。但是，針對(duì)我國(guó)煤礦生產(chǎn)的特殊情況，為了應(yīng)對(duì)煤礦生產(chǎn)中不斷出現(xiàn)的問題以及實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量的目標(biāo)，必須進(jìn)行掘錨一體化技術(shù)的開發(fā)研究，提高我國(guó)煤礦巷道掘進(jìn)作業(yè)的機(jī)械化水平，并積極研發(fā)相關(guān)的配套設(shè)備，以期最終提高煤礦巷道掘進(jìn)作業(yè)的進(jìn)度和效率，推動(dòng)我國(guó)煤礦生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展。

［1］魏勇剛，李變榮.我國(guó)煤礦采掘裝備技術(shù)水平與發(fā)展趨勢(shì)［J］.煤炭過程，2011（14）.

［2］胡鐵林.煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展預(yù)測(cè)［J］.煤炭科學(xué)技術(shù)，2012（18）.

劉輝（1985—），男，陜西西安人，本科，畢業(yè)于西安科技大學(xué)采礦工程專業(yè)，現(xiàn)就業(yè)于陜煤集團(tuán)神木檸條塔礦業(yè)有限公司。