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

李壽全

摘要：煤炭是我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分，也是人們生產(chǎn)生活中所用的重要能源。隨著我國(guó)綜合開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展，煤礦開(kāi)采的生產(chǎn)水平上升了一個(gè)臺(tái)階。本文基于我國(guó)煤礦掘進(jìn)技術(shù)現(xiàn)狀，分析了掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。結(jié)果顯示，相較于發(fā)達(dá)國(guó)家而言，我國(guó)的高效掘進(jìn)技術(shù)還有待進(jìn)一步提升，還應(yīng)加大研究力度，為煤礦開(kāi)采提供大力支持。

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

一、高效掘進(jìn)技術(shù)的重要性

煤礦資源的有效開(kāi)掘和使用，從大的方面來(lái)說(shuō)關(guān)系到煤礦經(jīng)濟(jì)的持續(xù)平穩(wěn)發(fā)展，從小的方面來(lái)說(shuō)關(guān)系到居民日常生活水平的提高。煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)的重要性主要有以下方面：①中國(guó)是一個(gè)人口眾多、土地遼闊、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展極不平衡的發(fā)展中國(guó)家，煤礦資源挖掘依據(jù)不同地區(qū)的情況具有不同的內(nèi)容。由于地區(qū)土層差異化程度比較高，以至于采用單一的煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)已經(jīng)難以滿足煤炭開(kāi)采的需要。隨著煤炭經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，煤炭掘進(jìn)技術(shù)逐漸向信息化、集約化、高效化、多樣化的方向發(fā)展，為統(tǒng)籌地區(qū)煤炭經(jīng)濟(jì)的平衡發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ);②煤炭資源屬于不可再生資源資源，中國(guó)雖然是一個(gè)煤炭資源大國(guó)，但人口眾多，隨著近年來(lái)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，社會(huì)對(duì)煤炭的需求量日益增大，這在很大程度上促進(jìn)了煤炭掘進(jìn)技術(shù)的改革和創(chuàng)新。煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)在繼承傳統(tǒng)煤礦掘進(jìn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，不斷將科技因素加入其中，這極大地提升了煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)使用的效率，為迎合社會(huì)對(duì)煤炭的高需求提供了重要?jiǎng)恿?③改革開(kāi)放以來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)持續(xù)升溫，中國(guó)煤炭經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入了黃金時(shí)期，并取得了令人矚目的成績(jī)，其中離不開(kāi)先進(jìn)的煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)的有效應(yīng)用，因此，為了煤炭經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)足發(fā)展，煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)至關(guān)重要。

二、煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)現(xiàn)狀

（1）連續(xù)采煤機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀。在20 世紀(jì)90年代，我國(guó)一些先進(jìn)的煤炭開(kāi)采企業(yè)才從國(guó)外引進(jìn)掘進(jìn)機(jī)械，這對(duì)我國(guó)的國(guó)產(chǎn)化掘進(jìn)機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生了重要影響。經(jīng)過(guò)研究人員不斷努力研發(fā)，當(dāng)前我國(guó)己經(jīng)生產(chǎn)出多種型號(hào)的掘進(jìn)機(jī)械。如今我國(guó)多數(shù)煤礦開(kāi)采業(yè)己經(jīng)應(yīng)用了該技術(shù)，它不但可以作為單個(gè)的采煤機(jī)應(yīng)用到作業(yè)中，還可用到開(kāi)采基巖的工作中。主要用于開(kāi)采井下矩形斷面和雙巷、多巷的作業(yè)中，尤其是在較好的煤礦井田與巷道開(kāi)采環(huán)境中更具優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)階段主要應(yīng)用的機(jī)型包括12cm的15DDVC 和ABM20。但是，由于我國(guó)工業(yè)起步較晚，還缺少生產(chǎn)這類設(shè)備的公司。另外，在掘進(jìn)機(jī)生產(chǎn)的基礎(chǔ)方面力量相對(duì)薄弱，仍然面臨著產(chǎn)量不高、兼容可靠性不足的問(wèn)題。

（2）煤礦巷道綜掘技術(shù)現(xiàn)狀。掘進(jìn)機(jī)、裝載機(jī)、單體錨桿機(jī)是煤礦巷道綜合掘進(jìn)的主要機(jī)械設(shè)備。其中，懸臂式掘進(jìn)機(jī)功能有行走、運(yùn)載和切割，工作機(jī)構(gòu)包括切割臂、輸送機(jī)、回轉(zhuǎn)臺(tái)、裝載機(jī)和履帶等。針對(duì)工作要求，采用的切割方式也不同，懸臂式掘進(jìn)機(jī)分為橫軸與縱軸兩種形式。從重量角度分也可分為四種，即輕型、重型、中型和特輕型。懸臂式掘進(jìn)機(jī)具有能連續(xù)開(kāi)挖、超挖少、爆破震動(dòng)少、靈活度高等優(yōu)點(diǎn)，可將其用到任何一種支護(hù)或斷面結(jié)構(gòu)隧道中。施工準(zhǔn)備時(shí)間較短，但是利用率較低，影響掘進(jìn)速度。

（3）掘錨機(jī)組一體化技術(shù)現(xiàn)狀。我國(guó)煤礦資源分布廣泛，煤礦底層的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，基于此研制出實(shí)用性強(qiáng)、可靠性高的掘進(jìn)器械是我國(guó)煤礦掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展的必經(jīng)之路。掘錨機(jī)組一體化是我國(guó)實(shí)現(xiàn)高效掘進(jìn)技術(shù)的主要方式，其優(yōu)點(diǎn)在于功效強(qiáng)、效率高、可靠性強(qiáng)、機(jī)械化水平高，優(yōu)化了開(kāi)采流程，提高開(kāi)采效率。但是就目前而言，我國(guó)煤礦開(kāi)采行業(yè)還處于摸索階段，與系統(tǒng)化的掘進(jìn)管理和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)控還存在一定差距。

（4）全液壓鉆車掘進(jìn)技術(shù)現(xiàn)狀。在開(kāi)展大斷面巖巷掘進(jìn)工程時(shí)，常常應(yīng)用相配套的工作方案，比如以CMJ17 履帶式為主體，由ZC-3為輔，這樣掘進(jìn)速度可提高到2m/min，該設(shè)備工作效率較高，同時(shí)還具有便利性和機(jī)動(dòng)性的特點(diǎn)。配套系統(tǒng)中具有裝巖、鑿巖效率高的優(yōu)勢(shì)，在鉆鑿大斷巖時(shí)一個(gè)小時(shí)內(nèi)可鑿出70 多個(gè)炮眼，是普通設(shè)施工作效率的兩倍。全液壓勞動(dòng)強(qiáng)度較小，可實(shí)現(xiàn)爆破、鉆眼一次完成，支護(hù)質(zhì)量也得到了提高。

三、煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

（1）掘錨一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。西方國(guó)家比較重視掘錨一體化技術(shù)，利用掘錨機(jī)掘錨作業(yè)工作質(zhì)量較高，應(yīng)用范圍廣泛。掘錨一體化技術(shù)主要應(yīng)用在不具備良好頂板條件的單巷與雙巷掘進(jìn)中，能夠有效改進(jìn)支護(hù)工藝，實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)。根據(jù)相關(guān)資料顯示：此技術(shù)能提升65%的速度。從掘錨施工一體化信息中可知：錨桿在頂板暴露安裝，可改善作業(yè)環(huán)境和機(jī)械性能。在煤礦掘進(jìn)工作中，掘錨一體化可以顯現(xiàn)出其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提高機(jī)械運(yùn)用效率，維護(hù)環(huán)境的穩(wěn)定性。由此可見(jiàn)，我國(guó)的煤礦企業(yè)應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，加大對(duì)此技術(shù)的開(kāi)發(fā)和運(yùn)用，推動(dòng)煤礦行業(yè)的發(fā)展。

（2）大斷面多巷掘進(jìn)技術(shù)未來(lái)的發(fā)展態(tài)勢(shì)。大斷面多巷掘進(jìn)技術(shù)主要是通過(guò)連續(xù)采煤機(jī)工作，為當(dāng)前巷道中應(yīng)用的重點(diǎn)方式。它掘進(jìn)速度快，有采掘合一的效果，在煤礦開(kāi)采中有較高的應(yīng)用價(jià)值。對(duì)于半煤巖巷道掘進(jìn)和半煤巖懸臂的掘進(jìn)，還需結(jié)合實(shí)際開(kāi)采情況，改進(jìn)機(jī)械元件和性能，提高機(jī)械化水平。

（3）全巖巷道掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。全巖巷道掘進(jìn)技術(shù)主要是利用大功率懸臂掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行工作，提升了系統(tǒng)整體的功率，其特點(diǎn)在于重型、大功率和自動(dòng)化。隨著掘進(jìn)機(jī)研究增強(qiáng)，科技的進(jìn)步，橫軸的切割功率己經(jīng)達(dá)到350kW，縱軸切割功率達(dá)到了250kW，自動(dòng)化程度逐步提高，使用空間也得以拓展。

（4）煤巖混合巷掘進(jìn)技術(shù)未來(lái)的發(fā)展態(tài)勢(shì)。提高懸臂掘進(jìn)機(jī)工作設(shè)備的整體性能，使其向著自動(dòng)化和智能化發(fā)展，這樣才能提高其安全性能和工作效率。在煤礦掘進(jìn)過(guò)程中，地質(zhì)地貌混合給掘進(jìn)工作帶來(lái)很多不確定因素，而提高懸臂掘進(jìn)機(jī)的性能則可以減少這些因素造成的影響。此外，連續(xù)采煤機(jī)還具有優(yōu)良的工作性能，可連續(xù)工作，進(jìn)一步提高開(kāi)采效率。

四、結(jié)束語(yǔ)

分析了我國(guó)煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)現(xiàn)狀以及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，從中可以看出我國(guó)在煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)方面取得了一定成就，但是相較于發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō)還有待進(jìn)一步加強(qiáng)。加大對(duì)煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)的研究，不斷完善和改進(jìn)，有助于進(jìn)一步提高我國(guó)的煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)自動(dòng)化水平，促進(jìn)煤礦開(kāi)采行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

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