煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)分析

摘要：隨著煤礦開采技術(shù)的不斷發(fā)展，采掘接替的關(guān)系日益緊張，并暴露出煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)能力的不足。因此，提高我國煤巷掘進(jìn)技術(shù)水平，成為改善采掘接替關(guān)系的主要手段。該研究在分析我國煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)探討煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)的設(shè)備選擇及煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)的施工工藝，再闡述了實(shí)現(xiàn)煤巷快速掘進(jìn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，最后對煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展方向進(jìn)行總結(jié)。

關(guān)鍵詞：煤巷 機(jī)械化 掘進(jìn)技術(shù) 設(shè)備

中圖分類號：TD422.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）04（b）-0050-02

我國的煤炭資源比較豐富，且儲存量較大，其開采方式主要是井工開采。而隨著煤炭采掘的技術(shù)的提高，促進(jìn)我國煤礦開采業(yè)的向前發(fā)展，最終帶動(dòng)機(jī)械掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展。煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)的出現(xiàn)，不但能彌補(bǔ)傳統(tǒng)懸臂式掘進(jìn)技術(shù)的不足，而且能加快掘進(jìn)的速度，提高掘進(jìn)效率，故對煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)實(shí)施深入探討，在提高我國的煤礦開采效率，縮減作業(yè)時(shí)間等方面，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)的現(xiàn)狀

我國最初使用的掘進(jìn)機(jī)械為懸臂式掘進(jìn)機(jī)，其出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代，功率位于30～50 kM間，其效率較低；到了80年代，我國開始研發(fā)煤炭機(jī)械，其代表為AM50和S-100兩種掘進(jìn)機(jī)。現(xiàn)階段我國的技術(shù)研發(fā)人員已經(jīng)吸取國際先進(jìn)技術(shù)，研發(fā)出生產(chǎn)力較高的綜合采煤機(jī)械，因此，目前此種掘進(jìn)機(jī)的生產(chǎn)能力可滿足我國的市場需求。

2 煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)的特點(diǎn)

現(xiàn)階段我國新研發(fā)的新煤巷綜合掘進(jìn)機(jī)具備的特點(diǎn)為：⑴新煤巷綜合掘進(jìn)機(jī)的設(shè)計(jì)十分合理，且結(jié)構(gòu)比較緊湊；⑵新煤巷綜合掘進(jìn)機(jī)的體型矮小，從而可降低其重心，確保工作的高穩(wěn)定性；⑶新煤巷綜合掘進(jìn)機(jī)生產(chǎn)能力較高，且破巖能力極強(qiáng)，還能在各種地質(zhì)環(huán)境下工作；⑷新煤巷綜合掘進(jìn)機(jī)采取液壓馬達(dá)實(shí)施驅(qū)動(dòng)，能將機(jī)械的整體結(jié)構(gòu)簡化，并且方便日常生活中對其的維修及保養(yǎng)；⑸新煤巷綜合掘進(jìn)機(jī)采取的是無支重輪履帶的行走機(jī)構(gòu)及履帶導(dǎo)向輪黃油缸裝置，可極大地提高機(jī)械行走能力，方便施工者操作；⑹新煤巷綜合掘進(jìn)機(jī)引進(jìn)PLC控制系統(tǒng)，能增強(qiáng)診斷故障的準(zhǔn)確率；⑺新煤巷綜合掘進(jìn)機(jī)采取的液壓系統(tǒng)比較簡單可靠，同時(shí)其增設(shè)的自動(dòng)加油裝置，可提高液壓系統(tǒng)整體的可靠性。

3 煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)的設(shè)備選擇

⑴設(shè)備組成：目前煤礦煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)機(jī)采取的設(shè)備包括掘進(jìn)機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、錨桿鉆機(jī)、皮帶和煤電鉆等；⑵設(shè)備選擇：煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)設(shè)備詳情見表1。

4 煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)的施工工藝

4.1 前期工作

進(jìn)入工作面需檢查所有設(shè)備，并啟動(dòng)掘進(jìn)機(jī)，自巷道的中心底部進(jìn)刀后開始切割，再左右擺動(dòng)截割頭，自下往上實(shí)施切割。完成一個(gè)完整的裝運(yùn)后，需退出掘進(jìn)機(jī)，并切斷電源，再實(shí)施敲幫問頂和鋪網(wǎng)、上鋼帶等臨時(shí)的支護(hù)工作。同時(shí)人工把煤幫刷齊和找平，最后安裝頂錨桿，之后再進(jìn)行下一個(gè)工作。

4.2 截割工藝

在掘進(jìn)截割的過程中，需按照巷道圍巖的情況、斷面的大小度有序?qū)嵤⒂行Ю镁蜻M(jìn)機(jī)的截割頭左右擺動(dòng)及升降等，完成既定工作；截割程序需以可頂板支護(hù)及方便開截的原則為主；遇到中等硬度的煤巖，需采取自下往上采取分段擺動(dòng)的截割程序工作，而比較破碎的頂板，則需采用留頂板法自下往上分段地?cái)[動(dòng)截割；對節(jié)理發(fā)育軟煤，需在下部中心進(jìn)行開鉆，再采取左右擺動(dòng)及周邊刷邦等截割程序施工。

4.3 支護(hù)工藝

掘進(jìn)機(jī)在削裝運(yùn)退出之后，需用長把工具實(shí)施敲幫問頂，再掛網(wǎng)和上鋼帶開始臨時(shí)支護(hù)。通過錨桿鉆機(jī)打出頂部錨桿眼，并安裝錨桿，安裝時(shí)需先做好中間錨桿，用鎬把兩幫刷齊之后，再用煤電鉆打眼，以裝幫部的錨桿，之后掛幫網(wǎng)和裝托板，最后擰緊螺母。

5 實(shí)現(xiàn)煤巷快速掘進(jìn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

5.1 選擇性能好的掘進(jìn)機(jī)

現(xiàn)階段我國使用的中型掘進(jìn)機(jī)有EBHl20和E—BJl20TP兩種類型，兩者的切割能力均很強(qiáng)，能滿足我國的市場需求。國內(nèi)的掘進(jìn)機(jī)需在其液壓、電氣和元件等配件的選用上嚴(yán)格把關(guān)，確保其質(zhì)量過硬，對部分重要元件最好購買進(jìn)口類型；齒輪傳動(dòng)裝置避免使用串聯(lián)裝置，可選用模塊組裝裝置，不但能簡化結(jié)構(gòu)，而且也便于檢修，可有效提高設(shè)備穩(wěn)定性和可靠性。

5.2 引進(jìn)現(xiàn)代化測控技術(shù)

⑴需提高掘進(jìn)機(jī)的自我控制能力，如對方向、切割斷面和切割點(diǎn)擊的功率等的監(jiān)控；⑵能實(shí)時(shí)檢測掘進(jìn)機(jī)的工況，并診斷其故障，如測控供電電壓、檢測電機(jī)負(fù)荷、液壓系統(tǒng)和溫度等，從而提高掘進(jìn)機(jī)的利用效果，以完善煤巷掘進(jìn)的能力。

5.3 實(shí)行錨桿支護(hù)

假設(shè)煤巷中除掘進(jìn)機(jī)以外的機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)配套的能力低、配套的設(shè)備完善度不夠等情況，也會降低巷道的掘進(jìn)率，并會限制掘進(jìn)機(jī)的工作能力。巷道掘進(jìn)工程內(nèi)的主要配套設(shè)備有供電、供水、支護(hù)、運(yùn)輸及通風(fēng)等，想要提高煤巷掘進(jìn)的能力，需充分發(fā)揮出機(jī)械設(shè)備功用，從而發(fā)揮出支護(hù)及運(yùn)輸設(shè)備的功效。想要縮短作業(yè)時(shí)間，就需按照地質(zhì)條件，使用錨桿，以提高巷道的保護(hù)，加快煤礦的掘進(jìn)速度。使用錨桿類的鉆機(jī)巷道，掘進(jìn)與鉆錨均無法同時(shí)施工，需及時(shí)安裝臨時(shí)的支護(hù)設(shè)備，提高鉆進(jìn)速度。監(jiān)理快速安裝系統(tǒng)可通過錨桿機(jī)，將鉆孔和攪拌等復(fù)雜工序一次完成，縮短鉆錨時(shí)間。降塵時(shí)，可引進(jìn)高壓水噴霧的新技術(shù)，在掘進(jìn)機(jī)上設(shè)置增壓水泵，以凈化斷層空氣。想要減少輔助運(yùn)輸?shù)墓ぷ髁浚托鑼?shí)施錨桿支護(hù)，可達(dá)到減少運(yùn)輸量的目的。

5.4 啟用掘錨機(jī)

目前我國現(xiàn)階段使用的掘進(jìn)機(jī)，其體積都較大，而且采用W鋼時(shí)定位鉆孔，會增加工作難度，此時(shí)可使用掘錨機(jī)解決這一難題，從而促進(jìn)煤巷快速掘進(jìn)。以ABM20型的掘錨機(jī)為例，其截割功率是270kW，總重量是80 t，在截割滾筒的后面直接裝置頂板的支架，能為工作人員提供一個(gè)安全工作的環(huán)境，并且還能提高其截割的速度，減少粉塵。

6 煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展方向

我國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)的全面應(yīng)用，有效提高煤巷的掘進(jìn)速度，而隨著技術(shù)的不斷更新，掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展方向?yàn)椋孩胖匦突何磥砻合锞蜻M(jìn)已經(jīng)走向重型化，機(jī)重超過100t，可切割的巖石硬度會不斷增高，截割的功率約為450kW；⑵掘錨一體化：會在掘進(jìn)機(jī)上直接裝備錨桿鉆機(jī)和超前臨時(shí)的支護(hù)裝置，從而提高其工作效率；⑶走向自動(dòng)化或者遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化無人操作的掘進(jìn)工作面；煤巷錨桿支護(hù)上，需積極進(jìn)行巷道圍巖的地質(zhì)勘探和測試，擴(kuò)大煤巷的錨桿使用的范圍。

綜上所述，隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，煤炭企業(yè)進(jìn)行現(xiàn)代化的礦井建設(shè)時(shí)，需引進(jìn)國際先進(jìn)技術(shù)，在煤礦的開采方面采取生產(chǎn)集約化形式，采取成套化、機(jī)械化的開采設(shè)備，并培養(yǎng)一批專業(yè)技術(shù)強(qiáng)的開采隊(duì)伍，同時(shí)需采取煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)，以提高煤礦開采的效率。而我國煤礦需實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)集約化和設(shè)備成套化，就需采購功率較大、重型和高性能的煤炭采掘設(shè)備。只有不斷提高我國的煤炭企業(yè)采掘機(jī)械化的程度，并不斷加快高效和高產(chǎn)礦井的建設(shè)步伐，才能實(shí)現(xiàn)高效掘進(jìn)技術(shù)和裝備進(jìn)一步發(fā)展，并全面促進(jìn)煤巷的綜合機(jī)械化設(shè)備的普及。

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