我國巷道安全掘進現狀研究

萬象

摘要：煤炭作為我國最重要的一次性能源，在未來10年內，其在能源構成中的主體地位將不會改變，煤炭行業的健康發展關系到國民經濟可持續發展的全局。對此，持續加強煤炭開采的科學化管理及創新，特備是抓好作為煤炭開采先行軍的掘進技術的管理，將開采技術管理的起步階段抓好、抓實、抓到位，對于實現煤炭行業的可持續發展具有至關重要的作用。作為煤炭采掘技術最先進的國家，最近幾年在技術人員的攻關之下，新的高效掘進技術及其科學化管理手段不斷出現，并在煤礦采掘過程中得到廣泛應用，取得了很好的效果，且在新技術革命的推動下，煤礦高效采掘技術的應用管理已呈現出了較為鮮明的發展趨勢。

關鍵詞：巷道；安全掘進

引言

煤炭作為我國最重要的一次性能源，在未來10年內，其在能源構成中的主體地位將不會改變，煤炭行業的健康發展關系到國民經濟可持續發展的全局。對此，抓好煤炭行業科學化、規范化、現代化管理，確保煤炭行業的可持續、健康發展，已經成為了擺在所有煤炭企業面前一道亟待解決的課題。我們國家的煤炭資源從煤層分布上看主要以地下儲藏為主，因此地下掘進開采成為了我國煤炭主要的生產方式。隨著煤炭開采機械化水平的不斷提高，在國有大中型煤礦中已經出現了年產百萬噸級以上的超大工作面，這就意味著加強煤礦巷道安全、快速、高效掘進技術應用的科學化管理已成為礦井高效節約化生產的關鍵因素。而科學化采掘技術的應用及其裝備水平直接關系到煤礦的生產能力與安全，因此巷道掘進正在朝著高效機械化掘進與科學化支護的方向發展。提出這一課題的研究有助于高效采掘管理的發展與進步，能夠更有效的提高煤礦企業工作效率，實現礦井的高產高效。

1.煤巷安全高效掘進現狀

上世紀九十年代，為了進一步提高煤礦采掘效率，我國將開拓巷道和準備巷道逐漸布置在煤層當中，使煤巷成為最重要的掘進巷道。隨著技術發展，在適應不同的煤層地質環境和采掘要求后，目前逐漸確立了三種煤巷高效掘進技術：一是掘錨機組掘錨一體化掘進；二是連續采煤機與錨桿鉆車配套作業線；三是單體錨桿鉆機與懸臂式掘進機配套作業線；這三種煤巷安全高效掘進技術中第一種隨著煤礦裝備水平的提高，目前正在普及當中，后兩種是目前各煤礦生產當中普遍應用的，其中，掘錨機組掘錨一體化掘進技術是當前我國重點發展的一項安全高效掘進技術，這一技術主要適用于高產高效礦井煤巷高效掘進工作，該技術將掘進與支護有效結合起來，能夠實現掘進與錨護平行作業，有效的節約掘進和支護時間，提高掘進效率。目前這一技術在我國還處在一個不斷探索的階段，截至 2012 年約有 20 臺掘錨機組在國內煤礦企業中得到應用，其中ABM20 機型在淮南煤礦、新汶礦業集團新巨龍煤礦、晉城無煙煤礦集團成莊礦、兗礦集團鮑店煤礦等地點應用，使用效果較好。掘錨一體化代表了煤巷快速掘進技術的發展方向，是目前世界上最新型的高效掘進設備。單體錨桿鉆機與懸臂式掘進機配套作業線又被稱為巷道綜合機械化掘進，這種高效掘進技術主要是由懸臂式掘進機、轉載機、刮板輸送機和通風除塵等設備組成的，其中抓好懸臂式掘進機的優化是巷道綜合機械化掘進技術進步的關鍵環節。在這一點上我國充分吸取國外掘進機先進技術與經驗的基礎上，通過自主研發生產出了具有自主知識產權的掘進機，例如：佳木斯、三一重工、石家莊、鞍山、北方重工等國內掘進機生產企業，已研發出在全球較先進的機型，而且機型較多，已應用性也較為廣泛。

2.半煤巖巷安全高效掘進現狀

在我國煤炭生產中半煤巖巷道占有相當的數量，巖石面積占到掘進斷面1/5-4/5的巷道均被稱為半煤巖巷道。隨著煤炭資源的不斷減少，抓好半煤巖的充分開采對于解決煤炭資源短缺的問題具有重要意義。我國半煤巖巷道掘進大多采用半煤巖懸臂式掘進機機械化作業技術，掘進機主要是中、重型居多，其中最常見的半煤巖掘進機主要有 S150J 型、EBZl60TY 型及 EBJ-120TP型三種。目前，國內的主要煤科院均加大了對這一方面的深入研究，煤科總院太原研究院研制的 EBJ 系列半煤巖掘進機采用小截割頭，能夠適應20%-80%巖層的半煤巖巷道使用，其中 EBJ-120TP 型單刀力在 4.5kN 以上，EBZ160TY 型可以達到 8kN，并且采用的是雙速截割電機，有效的提高了截割能力。目前 EBZ16OTY 小截割頭機已經在山東能源、平頂山、汾西等國內大型煤礦中得到比較廣泛的使用。

3.巖巷安全高效掘進現狀

由于我國煤炭資源較為豐富，目前一般是先開采煤層比較好的煤礦，對于超過80%以上巖石量的煤層極少進行大規模的開采，致使在我國巖巷安全高效掘進技術發展比較緩慢。但是隨著煤炭資源的不斷枯竭，現在一些煤礦已經逐步開始發展巖巷安全高效掘進技術。在上世紀末，國內的淮南礦業集團、新汶煤礦、新集能源股份公司等國內多家煤炭企業先后引進并使用了英國 MK3、德國 WAV300、奧地利 AHM105 型重型懸臂式掘進機，相比國內的重型掘進機，這三種全巖重型懸臂式掘進機，在截割功率比、適應地質條件等多方面有著明顯優勢。例如 AHM105 重型掘進機截割功率達到 300kW，適用于 f=12 巖石，但是國產的截割功率僅為 200kW 左右，適用于 f=6-8 的巖石。除此之外，在我國使用的也比較多還有 MK3 重型掘進機，這種重型掘進機截割功率位 250kW，可應用于 f=12 的巖石，淮南礦業集團所使用的 MK3重型掘進機最高月進尺 180m。目前我國巖巷懸臂式掘進機如三一重工生產的EBZ-318 型懸臂式硬巖掘進機，定位截割寬度 6.78米、定位截割高度5.42米、最大截割巖石硬度130Mpa，其整套配備屬于國內目前最先進的專業設備，在巖巷掘進技術上取得了較大技術進步。

4.結語

巷道快速高效掘進是礦井水平、采區、采場“三大接替”的根本保證，通過我國安全掘進現狀研究究，主要得出以下結論：要解決巷道安全快速掘進問題，首先要對影響巷道快速掘進的主要因素及井下巷道掘進銜接時應該注意的關鍵問題進行深入了解和掌握，同時要對本單位礦井地質特征及巷道煤層頂底板穩定性進行全面分析。只有在全面掌握理論和分析的前提下，再結合單位現場實際，合理配置巖巷掘進機械和加強施工管理，全面把握快速掘進的關鍵環節，并注重管理創新，才能真正實現安全高效快速掘進。

[參考文獻]

[1]王金豹. 綜掘工作面安全高效快速掘進技術探析[J]. 中州煤炭，2010（04） .

[2]姜福興、耿殿明、宋振騏. 基于可持續發展的“綠色礦區模式”， 科技導報，2002，20（2）：53～57.