煤礦高效掘進技術現狀與發展趨勢

鄭偉

摘要：煤礦高效掘進技術對于有限資源開采有著健康的發展，提高礦井更為可靠、安全、高效的生產運營等方面有著特殊的意義。現階段，我國煤礦企業處于產業結構升級優化時期，相對于傳統煤礦掘進落后的生產力，勇于突破現狀，創新全新的煤礦高效掘進技術，既是挑戰，亦是全新的機遇，在秉承全面可持續發展的理念下，改革煤礦高效掘進技術，將有限不可再生的煤炭資源通過高效的技術手段，使得資源得以充分利用。

關鍵詞：煤礦;高效掘進技術;現狀;發展趨勢

1.煤礦高效掘進技術的發展現狀

1.1煤礦巷道綜采技術

該技術采用的機械裝置具體包括刮板運輸機、懸臂式掘進機、轉載機等等，其中懸臂式掘進機是該技術的關鍵設備，該設備集切割、裝載、運輸、行走于一體;切割裝置主要是為了保證開采的順利進行，克服掘進過程中艱險的地貌，裝載和運輸主要是將掘進的土質運輸出去，使巷道保持通暢，行走設備無需人為操作即可完成自主進行行進。懸臂式掘進機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、中型與重型四種機械類型。

懸臂式掘進機在工作過程中具備的優勢為無爆破震動、連續開挖、靈活性高等，能夠自主選擇切割部位，確保切割地點的合理。另外，掘進效率還受到掘進機本身品質的影響，在掘進設備最優的情況下，設備的利用率可以達到60%以上。但是這種最優計算排除了其他因素的干擾，實際掘進過程中，卻往往會受巷道條件因素的影響。隨著科技水平的不斷提升，中國煤礦研究領域已經研制并開發了具有國際先進水平的巷道掘進機，新型懸臂式掘進機具有設備體積小、掘進速度快、穩定性強等優勢，這對提高煤礦生產效率具有重要意義。

1.2掘錨機組的一體化技術

掘錨一體化的作業方式，實現了掘進過程與隧道支護的有效結合，這也是煤礦生產行業比較認可的掘進方式。現階段，掘錨機組一體化掘進技術為中國重點研究與改進的技術，其優勢是自動化程度高、效率顯著、人工作業強度低。該技術的使用優化了整個開采過程，能夠大大減少掘進工作的時間，提高工作效率。但是該技術僅僅適用于煤礦含有量較高以及阻礙較小的區域，在一些開采條件比較復雜、煤礦分布不均的地方，這一技術仍處于探索階段，需要進一步發展與創新。

1.3連續采煤機高效掘進技術

目前，國內很多煤礦都已經開始應用該技術，它能最大程度地實現運輸作業、大斷面落煤，可以作為單個的采煤機投入到應用中，還可以用于基巖開采。它是一種很值得推廣應用的煤礦機械設施，廣泛用于井下矩形斷面層短臂與多巷、雙巷開采中，對于地質環境好的煤礦井田、巷道開采都有很大優勢，目前已經使用12cm的15DDVC與ABM20機型。其缺點在于，當前國內還沒有專門生產該設備的公司。

1.4全液壓鉆車掘進技術

對于大斷面巖巷掘進，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的協調功能，就能得到較好的掘進工作效率。事實上，其掘進效率相對較快，能達到2m/min，并且還具有機動陛好、操作便利等優勢Ⅲ。在配套工作中，它具有以下優勢：系統裝巖、鑿巖速度快，大斷巖內部鉆鑿70多個炮眼只需要1h左右，和普通設施相比，它的速度能提高兩倍。全液壓的勞動強度相對較小，它能實現一次爆破與鉆眼，同時還能提高支護質量。

2.煤礦高效掘進技術的發展趨勢

2.1加強掘進過程中的安全防護工作

（1）必須保證每位掘進工作人員在攜帶隔離式自救裝置的前提下才能進入掘進工作面，同時，在此之前，應培訓學習這種裝置的使用方法。（2）為保證掘進工作人員具有強烈的安全意識，掘進隊伍必須定期參加安全知識的培訓，考試合格后才能進入井下工作。同時，還應定期參加安全事故應急演練，以增加工作人員處理類似事故的經驗。（3）掘施工過程中，每位掘進工作人員應嚴格按照施工程序和相關規定進行作業，避免不規范行為，同時，還應采取不定時巡視制度，保證施工的規范性。（4）掘進工作結束后，全面檢查整個施工現場，以及時發現安全隱患，若存在安全隱患，則應及時采取措施，予以解決。

2.2提高掘進機的穩定性，增設自動潤滑系統

在設計和開發掘進機時，為保證掘進機在工作中的穩定性，應當在掘進機的截割頭上安裝感應器，感應器能夠判斷抗壓強度，可以自動報警，操作人員能夠及時減少截割的深度。在設計中，還可以在其后支撐的兩側增加兩個側支撐，兩個側支撐能夠水平自動伸縮，這大大提高了掘進機的穩定性。

2.3負載反饋調速技術

切割牽引速度是煤礦掘進機的一個重要工況參數，合理的切割牽引速度不僅與掘進機自身參數有關，還與煤巖硬度、鉆入深度和切削厚度有關，負載反饋調速技術就是利用比例多路換向閥、變量泵一負載反饋無級調速，合理調整切割牽引速度，有效地減少功率損耗，降低液壓系統發熱，延長液壓元部件使用壽命，使掘進機能可靠地工作。

2.4輔助切割

當前我國煤礦生產的過程中，比較常見的切割方式還是輔助切割。而后者在生產的過程中早就是采用慣性的物理理論對煤礦掘進設備進行適當的改進和完善，這樣就可以使得其截割的效果更好的達到預期的效果，但是這種技術還不是非常的成熟，所以在生產的過程中還沒有得到廣泛的普及。

2.5網絡計算機遠程控制化

隨著計算機、信息技術的發展，新一代高新高效掘進工程的發展必然是網絡化和遠程控制化。一方面，通過網絡化和計算機化，減少掘進工程作業面中人員在作業面作業的風險因素，提高安全系數，進而提高整體掘進操作安全性。

參考文獻：

[1]周玉，王超.煤礦掘進技術的應用及優化措施[J].內蒙古煤炭經濟.2017（23）