煤礦高效掘進技術現狀與發展趨勢

＊王樂樂

（山西煤炭進出口集團洪洞陸成煤業有限公司 山西 041699）

隨著我國經濟的發展以及社會的進步，工作生產過程中所需要的資源越來越多，并且傳統的煤礦開采技術已經無法滿足現實的需求。因此，就需要更為先進、高效的掘進技術投入到生產中，對掘進技術以及管理內容進行進一步的創新，從而提高資源在利用過程中的效率，也能降低生產成本，以此來促進整個煤礦開采行業的持續、健康發展。除此之外，煤礦行業的高效率發展也會帶動相關運輸行業的進步，從而促進國民經濟活力的激發。

1.我國煤礦高效掘進技術應用現狀分析

在煤礦巷道綜采掘進過程中所使用的機械設備主要為裝載機、挖掘機、單體錨桿機等。對于懸臂式的掘進機而言，所應用到的功能主要集中在切割、運載以及行走上，而在工作結構上還會包括輸送機、回轉臺、裝載機、履帶以及切割臂等多個部分。從不同的切割角度來看，其中懸臂式的掘進機還會包括橫軸和縱軸兩種機型。從重量的角度來進一步分析，掘進機的類型還會包括輕型、中型、重型、特輕型幾種。在掘進過程中使用懸臂式的掘進機還有超挖少、爆破振動少、靈活度高以及連續開挖等優勢。也就是說，在不同的斷面結構巷道中進行支護工作都可以獲得更為明顯的效果。但是，施工階段之前的準備時間也需要進一步延長，以此來有效推動掘進速度的提升。掘錨機組一體化的使用可以進一步提高掘進技術的水平，并且還可以提高在應用過程中的可靠性和安全性。

2.煤礦高效掘進技術在使用過程中存在的問題

(1)高效掘進技術的機械化程度不高

當前，我國很多煤礦開采企業為了提高經濟效益，就會不斷引進更為先進的掘進技術和管理經驗，從而進行更大規模的機械化開采工作。但是，對于很多資歷不足、缺乏經驗的中小型企業而言，由于技術水平的匱乏在開展大規模工作的過程中就會受到限制，并且還會造成嚴重的環境污染等問題。同時，在掘進過程中產生的粉塵也會使得設備不能正常工作，并且還會影響到機械設備以及相關工作人員的生命健康。因此，在掘進設備出現問題時就需要及時進行處理，并且還要做好自己的檢查工作，減少對企業生產工作的影響。

(2)從事掘進工作相關人員素質較低

對于煤礦企業的掘進工作人員來說，主要是負責巷道的掘進具體工作。因此，要想提高企業的工作效率，就需要提升相關員工的技術水平和綜合能力。雖然當前我國煤礦開采行業取得了一定的發展，但是和發達國家還存在很大的差距。其中，掘進工作人員素質較低也是影響開采行業繼續發展的重要因素之一。因此，對于煤礦開采企業來說，在招聘工作人員時就需要對員工開展相應的培訓工作，在上崗之后還需要定期組織培訓和學習，以此來提高掘進工作人員的專業素質和水平，從而更好的為企業服務。

3.煤礦高效掘進技術的發展方向

(1)巖石巷道掘進技術

中國巖石中占據半煤巖巷道的比重較大，因此地質情況也更為復雜，那么就需要使用鉆爆法來進一步對巖石巷道進行開采。通常來說，鉆爆法會分為全腿式鑿巖機搭配耙斗式以及全液壓鉆車配側卸裝巖機作業線。相比而言，第一種使用更為廣泛，而第二種雖然鑿巖效率有著明顯的提升，但是對于人力的需求更高，那么還需要進一步確保施工人員的工作安全。

(2)掘錨機組掘進技術的發展分析

掘錨一體是當前煤礦開采過程中應用較多的類型之一，主要優勢在于安全性和高效性。在具體應用過程中還可以進一步確保煤礦掘進的工作效率，并且有效提高經濟效益。對于煤礦掘錨一體化技術而言，有著廣闊的發展前景，并且還得到了其他煤礦生產企業的認可。針對這一技術而言，還需要積累更多的經驗來實現生產技術的提高，以此來進一步提高作業的性能，并且從掘錨機組分析中可以得知，我國掘錨一體的相關參數如表1所示。同時，這一技術有著明顯的效率高、使用范圍廣的特點，那么也可以提高使用的效果。對于這一掘進技術而言，不僅可以在礦井巷道頂板自然條件不佳的單巷道中應用，還可以在情況更為復雜的雙巷道中使用。但是，都需要確保工人生命安全前提下進行，對技術進行不斷創新。

表1 掘錨一體的相關參數

(3)大斷面多巷掘進技術的發展分析

該技術一般是借助連續采煤機來進行巷道掘進，其不僅掘進速度快，而且具備采掘合一的效果，可以大大提高煤礦掘進效率。在半煤巖懸臂和半煤巖巷道的掘進過程中，還需要根據實際開采情況來對機械元件和性能進行改進，以此來提高機械化水平。

(4)煤巖混合巷掘進技術的發展分析

在煤礦掘進過程中，要盡可能的提高懸臂掘進機工作性能，這樣既可以推動其智能化和自動化發展，而且還可以提高其工作效率和安全性能。在煤礦掘進工作中，地質地貌混合給掘進速度帶來一定影響，此時可以通過提高懸臂掘進機的性能來避免相關因素的影響，進而有效提高煤礦掘進效率。

(5)全液壓鉆車掘進技術

在進行大斷面巖巷掘進施工過程中，一般會選擇綜合配套作業方式，其中CMJ17履帶式全液壓鉆車是主要的掘進設備，通過輔以配套設施ZC-3，可以有效提高煤礦掘進效率。全液壓鉆車掘進技術具有相對比較快的掘進速度，其每分鐘最高能夠達到2m，同時具有機動性強，操作簡便等優勢。在煤礦掘進過程中，全液壓鉆車掘進技術具有如下特點：①系統鑿巖和裝巖速度比較快，其中在大斷面巖石層內鉆鑿70個炮眼一般只需要1h，與普通設備進行對比可以發現，其速度可以提升2倍；②全液壓鉆車能夠完成一次鉆眼和爆破，這樣能夠有效提高支護質量，相關參數如表2所示；③全液壓鉆車具有相對較低的勞動強度。

表2 履帶式全液壓鉆車相關參數

(6)半煤巖巷高效掘進技術

對于煤礦企業而言，在進行煤礦開采過程中，除了煤巷外，還經常會遇到半煤巖巷道需要掘進，其一般是指薄煤層及厚度低于20m的煤層巷道，其在總掘進工程量中一般占比20%左右。這里所提及到的半煤巖巷道一般是指在巷道斷面掘進過程中，巖石面積占斷面面積的比例在20%-80%。我國重點煤礦在進行半煤巖巷掘進過程中，一般選擇了半煤巖懸臂式掘進機，其主要以中型和重型機為主，機重在35t以上，切割功率在120kW以上。如今，煤礦半煤巖巷懸臂式掘進機常用的有EBJ-120TP、S150J和EBZ160TY三種機型，且在半煤巖掘進機中占比超過了80%。在半煤巖巷道掘進時，由于巖石占據了比較大的比例，因此在進行掘進機選擇了過程中，要考慮下述幾個方面：①重心低、機重大、工作穩定性好；②元部件可靠性高；③截齒單刀力大，具有較強破巖能力；④系統操作簡單，且便于維護。

在半煤巖巷高效掘進過程中，對于重型大功率掘進機而言，在煤層截割時，由于截割阻力較小，可以通過提高截割速度來確保其生產效率。當截割巖石時，由于截割阻力較大，此時可以減少截齒損耗來避免截割電機過載，進而達到預期的截割目的。EBZ160TY型掘進機選擇了恒功率雙速截割電機，其不僅調速方便，而且電機功率在高、低速時能夠保持恒定不變，且整機截割能力得到明顯提升。

4.結束語

綜上所述，我國煤巷、半巖巷以及巖巷掘進技術在選擇過程中需要根據具體情況進行分析，并且還需要考慮煤礦地質結構以及煤層分布的具體情況，綜合多種因素才能進一步選擇出更加科學、合理的掘進技術。然而，在實際操作過程中，生產效率和質量會受到多種因素的影響，需要根據具體情況進行分析。對于相關工作人員來說，還需要在工作過程中不斷總結經驗，并且對相應的掘進技術進行創新，這樣才能有效促進整個行業的發展。同時，還需要積極學習和借鑒外國先進技術，促進國民經濟的發展。