芻議我國煤礦掘進裝備技術發展的幾點思路

井沖 史明方

摘 要：隨著資源逐漸開采減少，高效開采煤炭資源就顯得尤為重要。加之我國煤炭資源消耗大，需要相關開采技術降低煤炭開采過程中不必要的浪費，提升煤炭企業的生產率，增加企業經濟效益。因此，對我國煤礦的采掘裝備提出了更高的要求，采掘裝備需要更高的效率，更先進的機械化水平，從而保證機械設備能夠采掘更多的煤炭?；诖?，本文對我國當前煤礦采掘設備技術水平進行相關分析，以作參考。

關鍵詞：煤礦;掘進裝備;掘進技術

一、我國煤礦采掘裝備的發展情況

（一）煤礦巷道綜合機械化掘進技術和裝備

煤礦巷道綜合機械化掘進技術和裝備煤礦巷道綜合機械化掘進主要由轉載機、刮板輸送機、懸臂式掘進機、單體錨桿鉆機、供電系統以及通風除塵裝備等一系列設備組成。我國懸臂式掘進機的應用始于20世紀60年代，在20世紀80年代初從國外引進了S-100型和AM50型兩種類型的掘進機，通過對這兩種機型的應用和改進，極大地提高了我國煤礦巷道綜掘機械化技術發展的進程。目前，我國掘進機已經實現國產化，能夠極大地滿足我國煤礦生產的需求。

（二）大斷面煤礦巷道連續采煤機高效掘進技術和裝備

連續采煤機作為一種高效的綜合機械化掘進開采設備，能夠同時實現大斷面落煤、運送作業，適用于井下矩形斷面的短壁和雙巷或多巷開采，是一種有效提高煤炭開采能力的先進設備，能夠實現快速掘進，節約開采作業的成本，但是該項技術對煤層的賦存條件要求較高，且不能單巷掘進，因此，僅在內蒙古的神東礦區有所應用。就掘進設備而言，全部為進口，國內尚無此類生產廠家，正處于研發當中。

（三）掘錨設備一體化掘進技術和裝備

長期以來，開發掘錨聯合裝備，實現“掘錨一體化”作業，是煤炭行業公認的增加錨桿支護和煤礦巷道掘進速度的重要手段。目前，掘錨機組設備主要有兩類：一類是以連續采煤機為形式的掘錨機組;另一類是懸臂式掘進機機載錨桿機形式的掘錨機。掘錨機的原理是將巷道掘進與巷道支護有效地結合起來，以便實現同一臺機組設備來完成巷道掘進與巷道支護工作，從而大大提高巷道掘進和巷道支護設備換位作業的效率。該項技術是采取截割落煤和錨網支護同時作業的方法，實現對開采流程的優化，大幅度提高開采效率，具有速度快、自動化程度高、人工強度低和可靠性高等優點，在大斷面煤礦巷道的掘進開采中特別實用。就設備而言，掘錨一體化裝備機組是國內自主創新項目，是當前國際一流的煤礦巷道掘進開采科研成果。

二、我國煤礦掘進設備技術的未來發展方向

（一）開發掘進聯合機組

經過多年來采煤技術發展，目前我國已經形成完善的開采技術以及懸臂式掘進機技術，目前國內的懸臂式掘進技術已經處于世界領先水平，但無論是進口和國產設備一旦成為掘進設備，將很難實現快速的掘進技術要求。由于存在嚴重的采掘失調問題，除受到機器本身的可靠性影響之外，還會出現通風、供電、排水等問題，進而會導致決定速度降低?，F有的掘進機大多是與斷面機掘進機原理保持一致的，但在裝運方式上存在一定差異，截割包括橫、縱軸的切割方式，同時能夠配合切割頭形成S型的軌跡，進而產生斷面切割。

（二）開發連續采煤機

當前國內礦區積極引進先進的采煤經驗，同時能夠在開采上實現掘進回采的高效統一，同時還可以實現房柱和長壁的有效聯合。在長壁工作面中設置了多條巷道，在兩側部位采用采煤機完成房柱開采后，可以在工作面利用這種方法完成后續作業。在基建時對于一些大型礦井來說可以先進行小井的開采，當掘進到兩個續盤之后能夠形成生產力，取消準備和采煤之間的界限，從一定程度上來看掘進也屬于一種產生過程，能夠提高產量，利用連續采煤機在長壁工作面進行平巷采礦，平均班產達到千噸以上，相當于綜采并能夠滿足工作面的通風量，利于長壁工作面快速推進，方便工作人員通行和運輸材料。采用房柱式的開采方式可以采出更多的資源，盡管需要制作擋風墻，但其投入成本與回收價值相比是比較可觀的。對于三下壓煤，邊角煤開采過程中，為確保煤柱強度，防止地表出現變形，需要采取連續采煤機進行條帶汪格維利開采完成回采。

（三）提高掘進機截割硬巖的能力

當前新型截割技術以及相應的刀具能夠提升掘進機的截割能力，該技術主要是針對一些復雜地質的應變能力，實際能夠截割硬度高達一百兆帕的煤巖，且能夠顯著擴大其適用性。

目前，可以通過增加電工功率，機身重量，降低切割速度的方式來提升掘進機的截割能力。當前結構功率已經發展到了20千瓦，可采用鎬形截齒破切煤巖的方式，但相對來說這種方式會使機器體積較大，能量消耗多，存在嚴重的截齒磨損。為解決這一問題，可以開展慣性沖擊輔助切割的相關研究，以及盤形滾刀截割頭切割理論分析。通過研究發現通過增加慣性沖擊破巖相比原生產率來說能夠提升30%以上，而且能源消耗降低13%，而相對來看，班進尺提升兩倍，利用震動切割能夠提升過斷層能力，有效改善結果效果，進一步拓寬其使用范圍。而針對懸臂式掘進機來說能夠通過增強慣性切割，提升切割能力，成為當前掘進機的創新重點。

三、我國煤礦采掘裝備發展趨勢

（一）注重基礎技術的研究和開發

科學技術才是最重要的生產力，在當前的形勢下，我國采煤設備的制造技術不斷提升，主要依靠國家相關部門的科學管理，主體企業不斷研究。煤炭企業要取得長遠的發展，必須重視科學技術，企業應該大膽創新，敢于開發新的生產設備，不斷改善工藝流程提升效率，規范檢驗制度和檢驗方法，努力擴大科研成果，保持制造技術先進一流?，F代化煤礦企業的建立，需要提升設備開發能力，重視基礎技術的研究和開發能力建設，加大科研開發的投入，學習掌握先進制造技術，從而保證相關產品的品質。

（二）控制集中化

通過使用計算機控制技術、網絡通信技術和其他一些技術，使控制中心可以對采煤機、輸送機、破碎機等裝備實現集中控制，采煤機可以準確沿煤層切割，液壓支架根據指令進行升、降、移動，要實現對采煤機、輸送機、液壓支架的閉環控制和綜合管理，并達到作業流程自動化完成和作業生產可視化管理的目標。對相關的控制系統重點研究，如故障診斷與專家系統、工況監測和顯示系統、信息傳輸系統、采煤機作業自動化系統、電路的漏電監測和保護技術、搖臂自動調高系統等。

（三）機電一體化

隨著機電一體化的廣泛應用，它的概念逐漸為人所知，它是機械工程和自動化的一種，將電子器件的信息處理和控制能力融合在機械裝置中的一種復合技術。該技術伴隨著計算機的迅猛發展得以快速發展，在實際生活中廣泛得到應用，現在的自動化生產設備就是機電一體化設備，隨著技術的發展，機電產品外觀會更加人性化、功能更強大、安全可靠性更高。如果將機電一體化應用于煤礦采掘行業，不僅可以有效提升企業的生產力，這些機電一體化肯定能為企業的生產提供良好的經濟效益。

四、結束語

綜上所述，我國的煤礦采掘裝備機械化程度已經具有一定規模，但是技術水平仍需要不斷提高，基礎技術的開發應用、機電一體化等才是煤礦采掘設備的發展趨勢，企業相關的研發還需要朝著這些方向繼續努力，從而改善我國煤礦資源開采現狀，減少資源開采過程中的資源浪費，促進國家經濟多快好省的健康發展。

參考文獻：

[1]李志斌.煤礦巷道掘進技術的影響因素與應對措施[J].礦業裝備，2017（6）.

[2]李建鵬.煤礦高效掘進技術現狀與發展趨勢研究[J].科技展望，2016，25（12）.

[3]閆志斌.煤礦巖巷掘進裝備及掘進工藝發展方向[J].石化技術，2018，025（012）：322.