煤礦高效掘進工作的技術(shù)研究

＊祁 勝

（山西西山煤電股份有限公司西銘礦 山西 030052）

我國煤礦儲量始終位于世界前列，并且煤礦產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過程中與我國各行各業(yè)發(fā)展、國民生活的聯(lián)系逐漸加強。但是作為不可再生資源的煤礦，在漫長的發(fā)展歷史中逐漸形成多種類型，所以煤礦產(chǎn)業(yè)也逐漸形成了多種技術(shù)與模式。因為不同煤層在不同方面如儲存量、厚度等擁有不同特征，所以想要保證采礦業(yè)務(wù)的穩(wěn)定性與經(jīng)濟性，必須不斷創(chuàng)新采礦技術(shù)，提升采礦效率。雖然高效掘進技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛并且效果非常好，但是在煤礦企業(yè)發(fā)展過程中仍出現(xiàn)了部分問題，所以必須加強技術(shù)研究。

1.煤礦高效掘進技術(shù)概述

(1)煤礦高效掘進技術(shù)的主要含義

中國地理面積廣闊并且地形多樣，為煤礦提供了非常多元的儲存條件，所以我國煤炭主要開采方式是地下開采。并且根據(jù)數(shù)據(jù)可知，我國超過90%以上原煤都是通過地下開采而獲得的。為了適應(yīng)變化幅度非常大的煤層厚度，通常情況下都會通過煤巖巷道來采掘。并且我國研究與創(chuàng)新高效掘進技術(shù)的主要目的就是增加采掘產(chǎn)量與效率，無論從哪個方面還是角度開展作業(yè)，都能簡化煤炭采掘工作。在采掘過程中，首先要掘進巷道，然后開展多次回采煤炭活動，這樣才能保證后續(xù)采掘安全穩(wěn)定[1]。

(2)煤礦高效掘進技術(shù)的主要內(nèi)容

面對我國經(jīng)濟發(fā)展趨勢逐漸轉(zhuǎn)為高質(zhì)量發(fā)展，并且國民生活水平不斷提高，增加煤礦資源數(shù)量是必然趨勢。通常情況下，煤礦企業(yè)會建設(shè)多種巷道，并且不斷研發(fā)掘進技術(shù)，在積累豐富經(jīng)驗與技術(shù)研發(fā)水平發(fā)展到一定程度后，高效掘進技術(shù)應(yīng)運而生。

①煤礦巷道掘進技術(shù)

在掘進技術(shù)發(fā)展過程中，懸臂式掘進機非常重要，其不僅可以在最短時間內(nèi)截割煤層，還能將煤礦運輸?shù)街付▍^(qū)域。此機器在切割煤層過程中，可以在掌握煤礦具體狀況的基礎(chǔ)上選擇更為科學(xué)、合理的切割方法。其主要分為橫向、豎向切割兩種。并且此種機器還擁有多種類型，所以工作人員應(yīng)該依據(jù)作業(yè)要求選擇機型。此機器可以應(yīng)用到所有支護方式上，其性能強大、操作簡單、振動頻率低，并且還能縮短掘進時間，可以隨時應(yīng)用。掘進技術(shù)還能降低作用成本，通過多次利用增加企業(yè)的經(jīng)濟效益。但是懸臂式掘進機非常容易受多種因素影響，從而降低作業(yè)效率，無法滿足企業(yè)需求。因此相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該積極研發(fā)新設(shè)備，加強掘進的適配性與應(yīng)用廣泛性，可以運用到多種煤礦巷道中。并且相比于常規(guī)設(shè)備，懸臂式掘進機的功能非常多，所以能夠直接促進采掘工程開展[2]。

②巖石巷道掘進技術(shù)

通常情況下，巖石巷道掘進技術(shù)主要分為兩種，全巖重創(chuàng)與全液壓。如今我國大部分煤礦采掘工程應(yīng)用的就是全液壓技術(shù)，其具有操作簡單、程序簡化等特征，并且此技術(shù)在發(fā)展過程中已經(jīng)處于成熟階段，可以廣泛應(yīng)用于鉆眼、支護等作業(yè)，并且其效率高、質(zhì)量好，得到了很多煤礦企業(yè)的看好。但是全巖重創(chuàng)技術(shù)的發(fā)展還不完善，不僅需要技術(shù)人員不斷創(chuàng)新與完善，還需要積極引進國外先進技術(shù)，實現(xiàn)專項突破[3]。

③掘錨機組掘進技術(shù)

我國煤礦企業(yè)非?？粗鼐蝈^機掘進技術(shù)，并且積極開展此類項目，大幅提高了掘進速度與效率，讓煤礦行業(yè)得到了全新的發(fā)展。掘錨機技術(shù)種類多樣、優(yōu)勢鮮明，其通過自動化掘進對作業(yè)程序刪繁就簡，并且操作也非常簡單好學(xué)。此類技術(shù)在廣泛應(yīng)用過程中得到了快速發(fā)展，并且逐漸代替了傳統(tǒng)人工采掘方式，縮短了作業(yè)周期、降低了作業(yè)強度，讓煤礦企業(yè)可以獲得穩(wěn)定煤礦產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，提高了采掘效率。在應(yīng)用于巷道掘進時，其具有質(zhì)量高、速率快等特征，并且還能吸收多種掘進技術(shù)的優(yōu)點形成新優(yōu)勢，科學(xué)控制支護頂板[4]。

④采煤機掘進技術(shù)

采煤機的效率非常高，并且在長期應(yīng)用于煤礦開采領(lǐng)域的過程中也得到了很多有效經(jīng)驗。如今，我國大部分煤礦企業(yè)都在應(yīng)用此機械設(shè)備，并且其功能多、協(xié)作能力強，所以不僅可以獨立完成落煤與運輸工作，還能加強與多種設(shè)備的合作。如今采煤機掘進技術(shù)發(fā)展速度非?？?，并且還能應(yīng)用于地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的煤礦。

(3)應(yīng)用煤礦高效掘進技術(shù)的重要意義

在經(jīng)濟發(fā)展與生活領(lǐng)域分析煤礦資源可以得知，如今重視研發(fā)煤礦開采技術(shù)、提高開采數(shù)量是必然趨勢。而影響煤礦行業(yè)發(fā)展的重要因素就是掘進技術(shù)的質(zhì)量，首先，因為我國幅員遼闊，所以煤礦資源分布非常不均衡，其不僅導(dǎo)致不同地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展情況不同，還導(dǎo)致了掘進技術(shù)情況產(chǎn)生較大差異。首先，如今掘進技術(shù)與信息技術(shù)的融合性逐漸加強，增強了煤礦產(chǎn)業(yè)的集約、高效特性，逐漸平衡煤礦資源。其次，煤礦是不可再生資源，我國對其需求量逐漸增加，如果想要保證開采的穩(wěn)定性，必須通過高效掘進技術(shù)增強開采率與利用率，讓煤礦資源發(fā)揮最大價值，避免出現(xiàn)大量浪費情況。最后就是在煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，高效掘進技術(shù)重要性越來越顯著[5]。

2.煤礦高效掘進的必要性

我國地理環(huán)境優(yōu)越，資源豐富，部分資源的使用能夠提供給人們更好的生活環(huán)境，提高人們生活品質(zhì)。煤礦資源是一種常見的熱力能源，煤炭燃燒時能夠產(chǎn)生大量的熱，為人們提高更加舒適的生活享受。因此，企業(yè)需要注重煤礦資源的高效掘進，高效的掘進方案不僅能推動煤礦產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展，還能保障居民日常生活。綜上所述，煤礦高效挖掘技術(shù)有以下重要性：

首先，我國人口眾多，土地資源豐富，但不同地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展不平衡，不同地區(qū)煤礦存儲量存在差異，且地區(qū)地層結(jié)構(gòu)存在一定差異，傳統(tǒng)單一型煤礦掘進技術(shù)已經(jīng)不能滿足日常開采需求。隨著時代發(fā)展，越來越多的科學(xué)技術(shù)出現(xiàn)在大眾視野，信息技術(shù)為煤礦地域勘測帶來了便利，煤炭挖掘開始走向信息化、智能化、自動化的發(fā)展道路，極大的提高了煤礦開采效率，為各地區(qū)煤礦經(jīng)濟平衡做出貢獻。

其次，煤屬于典型的不可再生資源，即使國內(nèi)煤礦資源豐富，但是由于日常人口不斷增加，工業(yè)化和日常生活的消耗增大，導(dǎo)致對煤炭需求量加大，這就意味著必須要加大開采效率，必須要對煤炭資源掘進技術(shù)進行創(chuàng)新改革。研究人員要充分考慮傳統(tǒng)煤礦掘進的優(yōu)勢，取其精華，將傳統(tǒng)掘進優(yōu)勢融入到現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)當(dāng)中，能夠有效提升挖掘和使用效率，確保能夠滿足日常需求。

最后，由于改革開放以來，國內(nèi)經(jīng)濟飛速增長，國內(nèi)的煤炭經(jīng)濟進入了新的階段，被國際所關(guān)注，這些需求必須有高效的技術(shù)支持，才能夠促進煤炭業(yè)發(fā)展，提高掘進效率成為未來發(fā)展趨勢。

3.煤礦高效掘進技術(shù)的現(xiàn)狀

(1)綜合性機械掘進技術(shù)

國內(nèi)煤礦掘進技術(shù)主要是綜合機械化掘進技術(shù)為主，它是由懸臂式掘進技術(shù)和單機錨桿鉆機兩種技術(shù)結(jié)合而成的，其運行效果更加穩(wěn)定，動力更強，這種技術(shù)的運行動力來源于基于PCL控制系統(tǒng)的煤礦掘進專業(yè)設(shè)備，與傳統(tǒng)設(shè)備相比，它的維修頻率更低、自動化、智能化程度更高。

(2)掘進設(shè)備應(yīng)用狀況

在改革開放初期，國內(nèi)技術(shù)落后，在技術(shù)應(yīng)用上基本是從國外引進工業(yè)設(shè)備，傳統(tǒng)煤礦挖掘機器主要以小功率挖掘機為主進行煤礦開采，隨著技術(shù)發(fā)展，我國開始借鑒國外掘進技術(shù)進行自主創(chuàng)新，生產(chǎn)掘進動力設(shè)備，采礦企業(yè)快速發(fā)展。近年來，國家科研領(lǐng)域不斷取得突破，且煤炭市場的經(jīng)濟更高，小功率挖掘設(shè)備很難滿足當(dāng)前工業(yè)需求，為了提高挖掘效率，國家開始完成大功率設(shè)備的引進，諸如懸臂式挖掘機。與傳統(tǒng)小功率動力挖掘設(shè)備相比，大功率設(shè)備能夠有效提高挖掘效率，能夠彌補小功率動力挖掘設(shè)備的缺陷，提高使用范圍。例如，在大斷面礦層開采過程中，大功率設(shè)備和掘進機械能夠提高工程開采的穩(wěn)定性和機械適應(yīng)性。從國內(nèi)自動化發(fā)展水平和挖掘設(shè)備總體現(xiàn)狀來看，很難滿足高效挖掘要求。國家在煤礦挖掘方面更應(yīng)該注重設(shè)備研發(fā)和使用，不斷升級改造，提高生產(chǎn)效率。

4.煤礦高效掘進技術(shù)的現(xiàn)存問題

雖然如今我國高效掘進技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了一定階段，并且也取得了相應(yīng)成就，如在應(yīng)用綜合機械化掘進技術(shù)的過程中，其動力穩(wěn)定、運行效果好并且能夠獨立診斷故障問題以及檢測。但是此技術(shù)仍有許多相應(yīng)問題需要解決：

(1)機械化程度低

在我國煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，很多企業(yè)過于重視經(jīng)濟效益，所以希望通過引進多種先進的掘進技術(shù)實現(xiàn)大規(guī)模采掘，并且提高采掘工程的效率。但是這些企業(yè)其實并不具備相應(yīng)的技術(shù)水平，導(dǎo)致在擴大采掘規(guī)模的過程中出現(xiàn)很多問題。如在開展掘進作業(yè)過程中出現(xiàn)大量粉塵，導(dǎo)致掘進設(shè)備不能順利運行，甚至嚴重時還會危害工作人員的安全。同時還會阻礙企業(yè)監(jiān)測設(shè)備運行情況，不能在發(fā)現(xiàn)機械故障時第一時間解決與處理，降低了作業(yè)效率[6]。

(2)工作人員專業(yè)性不強

掘進工作人員的主要任務(wù)就是開展巷道掘進作業(yè)，所以如果想要提升作業(yè)效率，必須提高對工作人員專業(yè)性與綜合素質(zhì)的重視程度。雖然如今我國逐漸提高了掘進技術(shù)水平，但是和西方國家相比還有較大的差距，并且我國掘進人員的專業(yè)水平還比較低下，直接影響了企業(yè)生產(chǎn)活動效率。并且企業(yè)還忽視了招聘和培訓(xùn)活動導(dǎo)致工作人員不能得到持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。

(3)巖石切割力度控制欠缺

由于國內(nèi)地質(zhì)條件復(fù)雜、多變，在煤礦挖掘過程中，容易受到巖石阻斷，如果機械設(shè)備切割力度控制不到位，會造成對巖石進行深度挖掘，部分設(shè)備上的機組橫向偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)致齒輪出現(xiàn)嚴重損毀，由于切割摩擦過程中產(chǎn)生大量的熱，導(dǎo)致切割點溫度上升，使機械設(shè)備的控制系統(tǒng)或者內(nèi)部組件出現(xiàn)損壞情況。這樣將嚴重制約掘進效率，所以煤礦挖掘公司應(yīng)該采取保護措施。

(4)油量供給和鏟板安裝存在問題

煤礦挖掘過程中，對燃油需求更大，油量供給成為掘進過程中的重要環(huán)節(jié)，發(fā)揮著巨大作用。由于煤油開采過程中設(shè)備需要長時間工作，當(dāng)挖掘過程中出現(xiàn)油量不足問題，需要在井下注油，容易產(chǎn)生一定的安全隱患，如果操作不當(dāng)，會影響油箱內(nèi)的油質(zhì)，容易增加日常維護頻率，降低掘進能力。在掘進過程中，鏟板選擇上需要根據(jù)不同寬度的巷道為基礎(chǔ)，所以，鏟板的選擇和安裝需要根據(jù)實際情況考慮，避免造成資源浪費，影響煤礦巷道掘進技術(shù)發(fā)展效率。

5.煤礦高效掘進技術(shù)的優(yōu)化措施

(1)保證掘進設(shè)備的穩(wěn)定性

在開展煤礦掘進工作時，掘進機的零部件非常容易產(chǎn)生磨損問題。如果想要降低磨損率，延長機器的使用壽命必須應(yīng)用抗壓裝置，詳細來講就是將抗壓裝置安裝到機器比較容易產(chǎn)生故障問題的地方，例如如果截割到硬度較高的煤層時，通過抗壓裝置發(fā)出預(yù)警，讓工作人員在最短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)問題，控制機械設(shè)備，避免嚴重損壞設(shè)備。同時還可以通過安裝自動伸縮裝置，增強安全性與可靠性。并且如果設(shè)備在注油時出現(xiàn)問題，還應(yīng)該合理利用潤滑劑[7]。

(2)加強掘進機預(yù)警

在掘進作業(yè)過程中，工作人員應(yīng)該在充分掌握鏟板特質(zhì)的基礎(chǔ)上，及時完成換板任務(wù)。這樣不僅降低工作難度，還能減少資源、資金投入量，從而促進掘進工作順利開展、增加煤礦企業(yè)的經(jīng)濟利潤。并且粉塵問題也是阻礙開采工作順利進行的重要因素之一，所以企業(yè)應(yīng)該合理處理粉塵，以此增加工作人員的安全性，提高作業(yè)效率。并且還可以通過自動噴霧裝置來合理調(diào)控煤礦井下的濕潤度，避免粉塵大幅擴展。

(3)促進掘進技術(shù)的機械化、智能化發(fā)展

目前我國高新技術(shù)發(fā)展速度非常快，并且可以廣泛用于各個產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域，作為基礎(chǔ)行業(yè)的煤礦產(chǎn)業(yè)也是如此。煤礦企業(yè)的高效掘進技術(shù)位于高新技術(shù)的前列，并且逐漸朝著智能化、機械化發(fā)展。如果想要促進我國經(jīng)濟快速發(fā)展，必須支持煤礦企業(yè)發(fā)展、創(chuàng)造更多新掘進技術(shù)，保證掘進作業(yè)穩(wěn)定開展，以此促進企業(yè)穩(wěn)定運行。同時企業(yè)還應(yīng)該根據(jù)行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r與企業(yè)需求制定相應(yīng)規(guī)劃，不斷學(xué)習(xí)先進技術(shù)與理念，加強信息技術(shù)、遠程監(jiān)控技術(shù)與掘進作業(yè)的融合性，提高智能化優(yōu)勢，研發(fā)更多高效的采掘設(shè)備，加強采掘的安全與效率[8]。

(4)提高掘進技術(shù)人員的專業(yè)性

想要提高我國煤礦企業(yè)與掘進工作人員的專業(yè)性與綜合素質(zhì)，要遵循以下三個方面。首先要制定培養(yǎng)計劃，要從國家宏觀角度培養(yǎng)人才并且為企業(yè)輸送人才，要制定詳細且時代特性的培訓(xùn)計劃，要設(shè)立高校掘進專業(yè)，加強人才的專業(yè)性與系統(tǒng)性。其次應(yīng)該加強校企聯(lián)合，學(xué)校設(shè)置相應(yīng)的煤礦掘進專業(yè)，企業(yè)招納人才并且為人才提供實踐學(xué)習(xí)的途徑，這樣可以提高人才的專業(yè)性與針對性。最后就是要制定招聘機制與考核機制，要嚴格篩選人才，提高人才質(zhì)量，并且還要通過考核與培訓(xùn)活動讓企業(yè)員工維持在穩(wěn)定的技術(shù)水平上。

6.結(jié)束語

想要煤礦企業(yè)在未來發(fā)展中保持發(fā)展、競爭優(yōu)勢，提高企業(yè)經(jīng)濟效益必須重視煤礦開采的效率、質(zhì)量以及安全性，要合理研發(fā)與應(yīng)用高效掘進技術(shù)。雖然我國高校掘進技術(shù)已經(jīng)得到了顯著的發(fā)展，但是仍舊不能忽視其發(fā)展過程中產(chǎn)生的問題，要做到針對性研究與創(chuàng)新。