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

鄭偉

摘要：煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)對(duì)于有限資源開(kāi)采有著健康的發(fā)展，提高礦井更為可靠、安全、高效的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)等方面有著特殊的意義?，F(xiàn)階段，我國(guó)煤礦企業(yè)處于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)優(yōu)化時(shí)期，相對(duì)于傳統(tǒng)煤礦掘進(jìn)落后的生產(chǎn)力，勇于突破現(xiàn)狀，創(chuàng)新全新的煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)，既是挑戰(zhàn)，亦是全新的機(jī)遇，在秉承全面可持續(xù)發(fā)展的理念下，改革煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)，將有限不可再生的煤炭資源通過(guò)高效的技術(shù)手段，使得資源得以充分利用。

關(guān)鍵詞：煤礦;高效掘進(jìn)技術(shù);現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì)

1.煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1煤礦巷道綜采技術(shù)

該技術(shù)采用的機(jī)械裝置具體包括刮板運(yùn)輸機(jī)、懸臂式掘進(jìn)機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等等，其中懸臂式掘進(jìn)機(jī)是該技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備，該設(shè)備集切割、裝載、運(yùn)輸、行走于一體;切割裝置主要是為了保證開(kāi)采的順利進(jìn)行，克服掘進(jìn)過(guò)程中艱險(xiǎn)的地貌，裝載和運(yùn)輸主要是將掘進(jìn)的土質(zhì)運(yùn)輸出去，使巷道保持通暢，行走設(shè)備無(wú)需人為操作即可完成自主進(jìn)行行進(jìn)。懸臂式掘進(jìn)機(jī)切割煤巖主要分為兩種方式：橫軸式以及縱軸式，而按照重量劃分又可以分為特輕型、輕型、中型與重型四種機(jī)械類型。

懸臂式掘進(jìn)機(jī)在工作過(guò)程中具備的優(yōu)勢(shì)為無(wú)爆破震動(dòng)、連續(xù)開(kāi)挖、靈活性高等，能夠自主選擇切割部位，確保切割地點(diǎn)的合理。另外，掘進(jìn)效率還受到掘進(jìn)機(jī)本身品質(zhì)的影響，在掘進(jìn)設(shè)備最優(yōu)的情況下，設(shè)備的利用率可以達(dá)到60%以上。但是這種最優(yōu)計(jì)算排除了其他因素的干擾，實(shí)際掘進(jìn)過(guò)程中，卻往往會(huì)受巷道條件因素的影響。隨著科技水平的不斷提升，中國(guó)煤礦研究領(lǐng)域已經(jīng)研制并開(kāi)發(fā)了具有國(guó)際先進(jìn)水平的巷道掘進(jìn)機(jī)，新型懸臂式掘進(jìn)機(jī)具有設(shè)備體積小、掘進(jìn)速度快、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，這對(duì)提高煤礦生產(chǎn)效率具有重要意義。

1.2掘錨機(jī)組的一體化技術(shù)

掘錨一體化的作業(yè)方式，實(shí)現(xiàn)了掘進(jìn)過(guò)程與隧道支護(hù)的有效結(jié)合，這也是煤礦生產(chǎn)行業(yè)比較認(rèn)可的掘進(jìn)方式?，F(xiàn)階段，掘錨機(jī)組一體化掘進(jìn)技術(shù)為中國(guó)重點(diǎn)研究與改進(jìn)的技術(shù)，其優(yōu)勢(shì)是自動(dòng)化程度高、效率顯著、人工作業(yè)強(qiáng)度低。該技術(shù)的使用優(yōu)化了整個(gè)開(kāi)采過(guò)程，能夠大大減少掘進(jìn)工作的時(shí)間，提高工作效率。但是該技術(shù)僅僅適用于煤礦含有量較高以及阻礙較小的區(qū)域，在一些開(kāi)采條件比較復(fù)雜、煤礦分布不均的地方，這一技術(shù)仍處于探索階段，需要進(jìn)一步發(fā)展與創(chuàng)新。

1.3連續(xù)采煤機(jī)高效掘進(jìn)技術(shù)

目前，國(guó)內(nèi)很多煤礦都已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用該技術(shù)，它能最大程度地實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸作業(yè)、大斷面落煤，可以作為單個(gè)的采煤機(jī)投入到應(yīng)用中，還可以用于基巖開(kāi)采。它是一種很值得推廣應(yīng)用的煤礦機(jī)械設(shè)施，廣泛用于井下矩形斷面層短臂與多巷、雙巷開(kāi)采中，對(duì)于地質(zhì)環(huán)境好的煤礦井田、巷道開(kāi)采都有很大優(yōu)勢(shì)，目前已經(jīng)使用12cm的15DDVC與ABM20機(jī)型。其缺點(diǎn)在于，當(dāng)前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有專門生產(chǎn)該設(shè)備的公司。

1.4全液壓鉆車掘進(jìn)技術(shù)

對(duì)于大斷面巖巷掘進(jìn)，一般使用的是綜合配套的方式工作，而又以CMJl7履帶式為主，利用ZC一3的協(xié)調(diào)功能，就能得到較好的掘進(jìn)工作效率。事實(shí)上，其掘進(jìn)效率相對(duì)較快，能達(dá)到2m/min，并且還具有機(jī)動(dòng)陛好、操作便利等優(yōu)勢(shì)Ⅲ。在配套工作中，它具有以下優(yōu)勢(shì)：系統(tǒng)裝巖、鑿巖速度快，大斷巖內(nèi)部鉆鑿70多個(gè)炮眼只需要1h左右，和普通設(shè)施相比，它的速度能提高兩倍。全液壓的勞動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)較小，它能實(shí)現(xiàn)一次爆破與鉆眼，同時(shí)還能提高支護(hù)質(zhì)量。

2.煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

2.1加強(qiáng)掘進(jìn)過(guò)程中的安全防護(hù)工作

（1）必須保證每位掘進(jìn)工作人員在攜帶隔離式自救裝置的前提下才能進(jìn)入掘進(jìn)工作面，同時(shí)，在此之前，應(yīng)培訓(xùn)學(xué)習(xí)這種裝置的使用方法。（2）為保證掘進(jìn)工作人員具有強(qiáng)烈的安全意識(shí)，掘進(jìn)隊(duì)伍必須定期參加安全知識(shí)的培訓(xùn)，考試合格后才能進(jìn)入井下工作。同時(shí)，還應(yīng)定期參加安全事故應(yīng)急演練，以增加工作人員處理類似事故的經(jīng)驗(yàn)。（3）掘施工過(guò)程中，每位掘進(jìn)工作人員應(yīng)嚴(yán)格按照施工程序和相關(guān)規(guī)定進(jìn)行作業(yè)，避免不規(guī)范行為，同時(shí)，還應(yīng)采取不定時(shí)巡視制度，保證施工的規(guī)范性。（4）掘進(jìn)工作結(jié)束后，全面檢查整個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，若存在安全隱患，則應(yīng)及時(shí)采取措施，予以解決。

2.2提高掘進(jìn)機(jī)的穩(wěn)定性，增設(shè)自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)

在設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)掘進(jìn)機(jī)時(shí)，為保證掘進(jìn)機(jī)在工作中的穩(wěn)定性，應(yīng)當(dāng)在掘進(jìn)機(jī)的截割頭上安裝感應(yīng)器，感應(yīng)器能夠判斷抗壓強(qiáng)度，可以自動(dòng)報(bào)警，操作人員能夠及時(shí)減少截割的深度。在設(shè)計(jì)中，還可以在其后支撐的兩側(cè)增加兩個(gè)側(cè)支撐，兩個(gè)側(cè)支撐能夠水平自動(dòng)伸縮，這大大提高了掘進(jìn)機(jī)的穩(wěn)定性。

2.3負(fù)載反饋調(diào)速技術(shù)

切割牽引速度是煤礦掘進(jìn)機(jī)的一個(gè)重要工況參數(shù)，合理的切割牽引速度不僅與掘進(jìn)機(jī)自身參數(shù)有關(guān)，還與煤巖硬度、鉆入深度和切削厚度有關(guān)，負(fù)載反饋調(diào)速技術(shù)就是利用比例多路換向閥、變量泵一負(fù)載反饋無(wú)級(jí)調(diào)速，合理調(diào)整切割牽引速度，有效地減少功率損耗，降低液壓系統(tǒng)發(fā)熱，延長(zhǎng)液壓元部件使用壽命，使掘進(jìn)機(jī)能可靠地工作。

2.4輔助切割

當(dāng)前我國(guó)煤礦生產(chǎn)的過(guò)程中，比較常見(jiàn)的切割方式還是輔助切割。而后者在生產(chǎn)的過(guò)程中早就是采用慣性的物理理論對(duì)煤礦掘進(jìn)設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)和完善，這樣就可以使得其截割的效果更好的達(dá)到預(yù)期的效果，但是這種技術(shù)還不是非常的成熟，所以在生產(chǎn)的過(guò)程中還沒(méi)有得到廣泛的普及。

2.5網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制化

隨著計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)的發(fā)展，新一代高新高效掘進(jìn)工程的發(fā)展必然是網(wǎng)絡(luò)化和遠(yuǎn)程控制化。一方面，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化和計(jì)算機(jī)化，減少掘進(jìn)工程作業(yè)面中人員在作業(yè)面作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)因素，提高安全系數(shù)，進(jìn)而提高整體掘進(jìn)操作安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]周玉，王超.煤礦掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用及優(yōu)化措施[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì).2017（23）