煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

張小軍

【摘 要】煤炭是我國(guó)主要的能源產(chǎn)業(yè)之一，對(duì)于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著極為重要的作用，如何提高煤炭的開(kāi)采效率成為相關(guān)部門(mén)和機(jī)構(gòu)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。本文首先闡述了高效掘進(jìn)技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀，然后與國(guó)外進(jìn)行了對(duì)比，最后分析了煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，希望為相關(guān)人員提供一些理論基礎(chǔ)，在實(shí)際中減少資源的消耗，降低成本。

【關(guān)鍵詞】煤礦；掘進(jìn)技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高發(fā)展，其在工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域也逐漸應(yīng)用開(kāi)來(lái)，能源作為世界各國(guó)都普遍關(guān)注的重點(diǎn)，研究更為深入。煤炭是我國(guó)主要的能源產(chǎn)業(yè)之一，對(duì)于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著極為重要的作用。因此，如何提高煤炭的開(kāi)采效率成為相關(guān)部門(mén)和機(jī)構(gòu)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。高效掘進(jìn)技術(shù)在此背景下大大提高了生產(chǎn)的工作效率，并且保障了工作人員的安全，也是當(dāng)前工業(yè)研究的主要方向。

一、高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.煤巷高效掘進(jìn)技術(shù)

在上個(gè)世紀(jì)七八十年代，我國(guó)開(kāi)始注重對(duì)于礦井的質(zhì)量以及安全問(wèn)題，并且在一些設(shè)計(jì)師和工人的指導(dǎo)下進(jìn)行了改革，取消了巖石集中巷的布置方式，所以目前我國(guó)煤礦掘進(jìn)巷中煤巷的數(shù)量占有較大的比較，約有七成左右。目前，我國(guó)的煤巷高效掘進(jìn)技術(shù)主要有三種，分別是煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)，大斷面煤巷連續(xù)采煤機(jī)高效掘進(jìn)以及掘錨機(jī)組掘錨一體化掘進(jìn)。三種都是我國(guó)目前整體技術(shù)較為先進(jìn)的，達(dá)到了較高的水平。在采煤方面，煤巷掘進(jìn)機(jī)工作的穩(wěn)定性好，生產(chǎn)能力強(qiáng)，而且采用先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)和支撐技術(shù)，大大提高了工作的安全性。第二種是集落煤、裝運(yùn)以及運(yùn)輸為一體的綜合采掘機(jī)器設(shè)備，我國(guó)的神東、萬(wàn)利、魯能等公司均采用了此設(shè)備，實(shí)踐證明，連續(xù)采煤機(jī)可以加快工作速度，減少勞動(dòng)成本，符合高效采掘的要求。第三種一體化掘進(jìn)更是在有效的空間內(nèi)將采掘的效率大大提高，但由于空間的局限，可使用的范圍仍然有限，需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究開(kāi)發(fā)。

2.半煤巖巷高效掘進(jìn)技術(shù)

煤巷掘進(jìn)技術(shù)是最主要的煤礦掘進(jìn)技術(shù)，除此之外還有大量的半巖煤巷道掘進(jìn)，其約占總工程量的二成左右，主要是薄煤層以及兩米一下的中厚煤層。我國(guó)的大部分煤礦半煤巖巷的采掘大多采取懸臂式掘進(jìn)機(jī)，因?yàn)檫@種機(jī)器重心較低，安全性較好，破巖能力好，并且部件簡(jiǎn)單，便于拆卸維護(hù)，減少了維修成本?，F(xiàn)用的機(jī)型主要有EBJ-120TP、EBZ160TY、S150J三種，機(jī)重普遍較大，切割功率大。

3.巖巷高效掘進(jìn)技術(shù)

在我國(guó)的巖巷施工中，最主要的還是鉆爆法，作業(yè)線主要有全液壓鉆車(chē)配側(cè)卸裝巖機(jī)巖巷掘進(jìn)以及重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)兩種方式，兩者的使用比重較傾向于前者。前者的主要優(yōu)點(diǎn)有雙臂鑿巖，速度較快，采用先進(jìn)的液壓系統(tǒng)以及模塊式結(jié)構(gòu)，操作便捷且便于維護(hù)，穩(wěn)定性高，利用其可以得到提高掘進(jìn)的工作效率以及采掘的質(zhì)量。后者常用于大斷面巖巷，并且其還處于實(shí)驗(yàn)階段，采用國(guó)外引進(jìn)的掘進(jìn)機(jī)，還在探索時(shí)期，其掘進(jìn)的效率較低，還有我國(guó)復(fù)雜的地形地貌等因素給進(jìn)一步的廣泛使用帶來(lái)了不便。雖然后者使用的過(guò)程中遇到了不少的困難，但其是煤礦采掘技術(shù)發(fā)展的大致方向，因此需要進(jìn)一步的研究和探索。

4.煤礦錨桿支護(hù)技術(shù)

巷道支護(hù)技術(shù)是煤礦在開(kāi)采過(guò)程中極為重要的一項(xiàng)技術(shù)，近年來(lái)，由于煤礦事件的頻發(fā)發(fā)生，大家開(kāi)始更加關(guān)注掘進(jìn)的安全性，因此煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的發(fā)展極為迅捷。這種支護(hù)技術(shù)使用成本低、并且支護(hù)效果還較好，給眾多的企業(yè)帶來(lái)了較大的經(jīng)濟(jì)收益。我國(guó)的錨桿支護(hù)技術(shù)已經(jīng)形成了成套的技術(shù)，包括巷道圍巖地質(zhì)理學(xué)測(cè)試技術(shù)、W鋼帶及其軋制技術(shù)、支護(hù)施工的工具檢測(cè)儀器等等一系列的支護(hù)技術(shù)。

二、國(guó)內(nèi)外的發(fā)展差距

與外國(guó)的先進(jìn)研究技術(shù)相比，我國(guó)在煤礦采掘方面的破巖、安全以及穩(wěn)定性等很多地方都存在著明顯的差距，目前我國(guó)煤礦使用的高效掘進(jìn)機(jī)器，大多為國(guó)外進(jìn)口，掘進(jìn)技術(shù)也較為落后，在機(jī)械的切割功率、設(shè)計(jì)制造、加工以及自動(dòng)化技術(shù)等方面都存在著差距。

在懸臂式掘進(jìn)機(jī)的研制中，太原研究院和佳木斯煤機(jī)廠較為先進(jìn)，但在總體的性能以及切割、裝運(yùn)、載荷等多方面還沒(méi)有完整的理論體系，甚至還處于一篇空白的現(xiàn)象。連續(xù)采煤機(jī)技術(shù)首發(fā)于美國(guó)，而我國(guó)的相關(guān)技術(shù)完全依賴進(jìn)口，核心技術(shù)還需要長(zhǎng)足的發(fā)展與進(jìn)步。我國(guó)在掘錨機(jī)組的設(shè)計(jì)方面，還處于實(shí)驗(yàn)和研究的階段，在材料和設(shè)計(jì)工藝方面還需要不斷發(fā)展。我們要充分認(rèn)識(shí)到與國(guó)外發(fā)展的差距，并且不斷創(chuàng)新，進(jìn)行設(shè)計(jì)，爭(zhēng)取做到設(shè)計(jì)制造的自主化。

三、煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

1.發(fā)展掘錨一體化技術(shù)

目前，外國(guó)的主要產(chǎn)煤的發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛的使用掘錨一體化技術(shù)，即通過(guò)掘錨機(jī)組來(lái)實(shí)現(xiàn)員工相對(duì)平行的工作作業(yè)。和連續(xù)采煤機(jī)以及錨桿鉆車(chē)相比，掘錨一體化的使用范圍更廣，在采掘方面的掘進(jìn)和支護(hù)的作用也更強(qiáng)，已經(jīng)引起了煤礦界的相當(dāng)大的關(guān)注，可以說(shuō)是一次成功的技術(shù)革新。其在國(guó)外已經(jīng)得到了成熟的應(yīng)用，因其技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，所以在我國(guó)也有較為廣闊的應(yīng)用前景，在注意我國(guó)的地形地貌等自然條件的基礎(chǔ)下，應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展掘錨一體化，并且抓好配套設(shè)施的研究進(jìn)展。

2.大斷面多巷掘進(jìn)推廣使用連續(xù)采煤機(jī)

連續(xù)采掘機(jī)多巷掘進(jìn)是國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家在采煤時(shí)長(zhǎng)期采用的掘進(jìn)技術(shù)，并且已經(jīng)被認(rèn)可為是高效的采煤掘進(jìn)方式。所以，目前我國(guó)的神東公司、晉城煤業(yè)集團(tuán)等企業(yè)都開(kāi)始使用連續(xù)采煤機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)，并且取得了較好的效果。在研究領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)的多項(xiàng)掘進(jìn)記錄由其所創(chuàng)造，實(shí)現(xiàn)了研究與實(shí)踐的雙向進(jìn)步。所以，連續(xù)采煤機(jī)的多巷高效掘進(jìn)也是將來(lái)采煤行業(yè)必然的工作趨勢(shì)。

3.半煤巖及全巖巷高效掘進(jìn)技術(shù)

隨著煤礦在開(kāi)采過(guò)程中遇到的全巖巷愈發(fā)見(jiàn)多，正在掘進(jìn)過(guò)程中就需要用到重型的懸臂采掘機(jī)作為采掘的主要的工具。在我國(guó)，在重型的懸臂采掘機(jī)方面的研究和利用的技術(shù)都還不是很完善，所以是目前的發(fā)展方向。大功率的重型采掘機(jī)所采用的的心技術(shù)以及嶄新的工藝在推進(jìn)采掘進(jìn)程，整機(jī)遙控和檢測(cè)，以及故障的排除等方面具有更高的技術(shù)，其的廣泛利用可以不斷的提高采掘機(jī)器的整體性能，拓寬煤礦機(jī)械化的使用范圍。

4.高效掘進(jìn)配套技術(shù)

高效掘進(jìn)配套技術(shù)首先是配套的除塵設(shè)備，目前，我國(guó)在工作面使用的除塵手段主要是噴霧除塵，這種方法除塵效果并不是很好，其工作效率最高只能達(dá)到70%，所以為了達(dá)到更高的除塵效果，我國(guó)與德國(guó)合作研究出了新的除塵系統(tǒng)，效率高達(dá)99.4%，已經(jīng)是國(guó)際上的先進(jìn)水平標(biāo)準(zhǔn)了。其次是地質(zhì)保障系統(tǒng)，煤巷中進(jìn)行作業(yè)急需注意地質(zhì)情況，保障工作人員的安全，因此，地質(zhì)保障系統(tǒng)的技術(shù)改進(jìn)是完全有必要的。重點(diǎn)發(fā)展在地質(zhì)構(gòu)造較為異常的探測(cè)可視化技術(shù)是基本的要求。最后是錨桿支護(hù)技術(shù)，其已經(jīng)在煤礦得到了廣泛的利用，而今后的重點(diǎn)發(fā)展趨勢(shì)是推廣煤以及半巖煤巷在地質(zhì)力學(xué)方面的測(cè)試及評(píng)估和動(dòng)態(tài)信息錨桿設(shè)計(jì)技術(shù)。

四、小結(jié)

本文首先闡述了高效掘進(jìn)技術(shù)：發(fā)展掘錨一體化技術(shù)、大斷面多巷掘進(jìn)推廣使用連續(xù)采煤機(jī)、半煤巖及全巖巷高效掘進(jìn)技術(shù)以及高效掘進(jìn)配套技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀，然后與國(guó)外進(jìn)行了對(duì)比，最后分析了煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，掘進(jìn)機(jī)械化程度在隨著科技的發(fā)展不斷提高，并且為高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展提供了一個(gè)良好的發(fā)展渠道，我們可以預(yù)見(jiàn)我國(guó)將來(lái)的煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)的重大突破指日可待，不斷推進(jìn)我國(guó)的工業(yè)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展。

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