煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展

李菁戈

（陽泉煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司， 山西 陽泉 045000）

引言

近年來，隨著我國(guó)煤礦科技的發(fā)展，煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)及裝備也取得較快發(fā)展，各種新技術(shù)、新設(shè)備開始大量涌現(xiàn)，這些新技術(shù)、新設(shè)備的廣泛應(yīng)用，大大提高了我國(guó)煤礦巷道掘進(jìn)的安全性、高效性，但由于我國(guó)煤炭資源賦存條件復(fù)雜，整體而言巷道掘進(jìn)技術(shù)及裝備仍然是制約煤礦開采高產(chǎn)、高效的重要因素，因此分析煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)現(xiàn)狀，研究煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展策略也顯得越來越重要。1 我國(guó)煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)及裝備現(xiàn)狀

1.1 綜合機(jī)械化掘進(jìn)

1）煤礦巷道綜合機(jī)械化掘進(jìn)。煤礦綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)屬于近年來發(fā)展起來的一種高效掘進(jìn)技術(shù)，其較適合應(yīng)用于大、中型煤礦巷道掘進(jìn)。轉(zhuǎn)載機(jī)、懸臂式掘進(jìn)機(jī)、刮板輸送機(jī)以及錨桿鉆機(jī)、帶式輸送機(jī)等是綜合機(jī)械化掘進(jìn)主要用到的機(jī)械設(shè)備。在這些機(jī)械設(shè)備中，發(fā)揮作用最大的設(shè)備為懸臂式掘進(jìn)機(jī)，而懸臂式掘進(jìn)機(jī)在我國(guó)的發(fā)展起步較晚。自1960年起，我國(guó)煤巷巷道掘進(jìn)才開始應(yīng)用懸臂式掘進(jìn)機(jī)，起初引進(jìn)的懸臂式掘進(jìn)機(jī)功率較小，應(yīng)用水平較低，在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)問題，后來我國(guó)煤礦科技工作者進(jìn)行了適當(dāng)改進(jìn)，應(yīng)用水平顯著提高。進(jìn)入21世紀(jì)后，為更好地滿足我國(guó)煤礦巷道掘進(jìn)需求，我國(guó)自主研發(fā)一種中型懸臂式掘進(jìn)機(jī)—EBJ-120TP型掘進(jìn)機(jī)。該掘進(jìn)機(jī)采用液壓馬達(dá)對(duì)星輪裝載機(jī)構(gòu)進(jìn)行直接驅(qū)動(dòng)，去除了減速機(jī)，這樣裝載機(jī)構(gòu)便更可靠，同時(shí)，在掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)中裝設(shè)了自動(dòng)補(bǔ)油系統(tǒng)，采用了封閉式油箱，這樣可更好地防止油液被污染[1]。此外，此掘進(jìn)機(jī)還具有機(jī)身較矮、結(jié)構(gòu)較緊湊等優(yōu)點(diǎn)，還裝設(shè)了液壓錨桿動(dòng)力源，可對(duì)兩臺(tái)錨桿鉆機(jī)同時(shí)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，巷道掘進(jìn)效率顯著提高。

2）半煤巖巷道掘進(jìn)與全巖巷道掘進(jìn)。對(duì)于煤礦巷道掘進(jìn)而言，主要可分為全煤巷道、半煤巖巷道以及巖巷道。其中半煤巖巷道主要指在巷道斷面面積中有（1/5～4/5）的為巖石，此類巷道主要為薄煤層巷道與高度低于2.0m的中厚煤層巷道，當(dāng)前我國(guó)有很多礦井巷道屬于該類巷道。在掘進(jìn)此類巷道時(shí)，應(yīng)用較多的機(jī)械設(shè)備主要為半煤巖巷懸臂式掘進(jìn)機(jī)。在掘進(jìn)巖巷道時(shí)，主要應(yīng)用的機(jī)械設(shè)備為巖巷懸臂式掘進(jìn)機(jī)[2-3]。

半煤巖巷懸掘進(jìn)機(jī)型號(hào)有EBZ260、EBZ315、EBZ318、EBZ160TY、EBZ220TY 以及 EBZ200H 等，其中EBZ260、EBZ315、EBZ318型主要應(yīng)用于全巖巷掘進(jìn)機(jī)，其余的掘進(jìn)機(jī)較適合應(yīng)用于半煤巖巷道掘進(jìn)。

1.2 大斷面煤巷連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)

連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)具有高產(chǎn)、高效的優(yōu)點(diǎn)，其采煤速度較快，可同時(shí)進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)與支護(hù)作業(yè)，可一邊掘進(jìn)一邊回收煤炭，實(shí)現(xiàn)采掘合一，但該工藝也具有很多不足，如對(duì)煤層條件要求相對(duì)較高、不能單巷掘進(jìn)等。連續(xù)采煤機(jī)掘作為一種短壁開采工藝，采用的是雙巷掘進(jìn)，可單翼回收煤柱與雙翼回收煤柱。此外大斷面落煤作業(yè)以及運(yùn)送作業(yè)也可同時(shí)實(shí)施。

1.3 掘錨一體化掘進(jìn)

人們?cè)谡J(rèn)真研究了連續(xù)采煤機(jī)與懸臂式采煤機(jī)的基礎(chǔ)上，研制出了掘錨機(jī)組，掘錨機(jī)組可實(shí)現(xiàn)掘錨一體化作業(yè)，有機(jī)結(jié)合了礦井掘進(jìn)作業(yè)與支護(hù)作業(yè)，此掘進(jìn)屬于一種高效掘進(jìn)，掘進(jìn)施工與支護(hù)施工換位所需時(shí)長(zhǎng)變短。依據(jù)掘錨方式的不同，可把進(jìn)行掘錨作業(yè)的掘錨機(jī)組大致分為兩類：可同時(shí)進(jìn)行掘錨作業(yè)的掘錨機(jī)組與需先進(jìn)行截割后進(jìn)行支護(hù)的掘錨機(jī)組[4]。如常見的ABM20掘錨機(jī)，在截割煤的同時(shí)，可同時(shí)安裝錨桿，可讓二者實(shí)現(xiàn)同時(shí)平行作業(yè)，省時(shí)高效。

2 煤炭高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展對(duì)策

2.1 重視發(fā)展綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)

當(dāng)前國(guó)內(nèi)有很多井巷所用的都是綜合機(jī)械化掘進(jìn)方式，此掘進(jìn)方式用到的設(shè)備主要為懸臂式掘進(jìn)機(jī)，因此科學(xué)、合理地改良懸臂式掘進(jìn)機(jī)已成為發(fā)生綜合機(jī)械化掘進(jìn)的根本。對(duì)于懸臂式掘進(jìn)機(jī)的改良，可從下列幾方面入手：改造截煤機(jī)構(gòu)，提高截割強(qiáng)度，讓掘進(jìn)機(jī)的自動(dòng)化水平更高，同時(shí)具有更廣的適用范圍和更可靠、更安全的支護(hù)方式。對(duì)元器件進(jìn)行改良優(yōu)化，使這些元器件更可靠。改良轉(zhuǎn)運(yùn)等配套裝置，讓設(shè)備與生產(chǎn)系統(tǒng)配套性更好。提升監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)備能力，處理數(shù)據(jù)的能力以及故障自我診斷能力，使設(shè)備更集成化。

2.2 大力推廣連續(xù)采煤機(jī)

當(dāng)前所用的連續(xù)采煤機(jī)，具有很多優(yōu)點(diǎn)，如低投入、高安全性、靈活性和適應(yīng)性強(qiáng)、所需人員少、出煤率高等，其特別適用于多巷掘進(jìn)，在多巷掘進(jìn)中連續(xù)采煤機(jī)的這些優(yōu)點(diǎn)能得到更好發(fā)揮[5]。同時(shí)，由于連續(xù)采煤機(jī)短壁具有較高的機(jī)械靈活性，其既可充當(dāng)掘進(jìn)設(shè)備，還可進(jìn)行回采作業(yè)，實(shí)用性更強(qiáng)。近年來，我國(guó)的多巷掘進(jìn)技術(shù)取得了較快發(fā)展，這項(xiàng)技術(shù)也越來越成熟，如國(guó)內(nèi)的順槽作業(yè)已達(dá)到相對(duì)高的水平。實(shí)踐證明，當(dāng)?shù)V井開采條件適合采用連續(xù)采煤機(jī)作業(yè)時(shí)，應(yīng)用連續(xù)采煤機(jī)作業(yè)開采速度較快，能取得較高經(jīng)濟(jì)效益，特別是進(jìn)行多巷掘進(jìn)時(shí)，是一種高效生產(chǎn)的優(yōu)選掘進(jìn)方式。

2.3 發(fā)展掘錨一體化技術(shù)

采用掘錨機(jī)組作業(yè)與采用連續(xù)采煤機(jī)、錨桿鉆車交叉換位作業(yè)相比，掘錨機(jī)組具有更廣的適用范圍，更好的支護(hù)效果，且掘進(jìn)效率與安全性也相對(duì)較好，因此，要重視發(fā)展掘錨機(jī)組，應(yīng)用掘錨機(jī)組來讓礦井掘錨實(shí)現(xiàn)平行作業(yè)。

此外，人們?cè)趯?shí)際應(yīng)用掘錨機(jī)組時(shí)，發(fā)現(xiàn)掘錨機(jī)組雖然具有很多優(yōu)點(diǎn)，但其也存在一定缺陷，如由于截割方式與T型截割機(jī)構(gòu)的限制，在頂板條件惡劣、半煤巷以及巖巷中實(shí)施掘進(jìn)施工不便。而對(duì)于懸臂式掘進(jìn)機(jī)而言，其屬于掘進(jìn)與支護(hù)一體機(jī)，懸臂式掘進(jìn)機(jī)在懸臂過長(zhǎng)的影響下，很難同步進(jìn)行掘錨施工，限制其掘進(jìn)效率[6]。若能科學(xué)、合理地積聚這兩種設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，避免這兩種設(shè)備的不足，努力研制以懸臂式掘進(jìn)機(jī)為基礎(chǔ)的掘錨同步機(jī)組，這種同步機(jī)組必將為煤礦巷道高效掘進(jìn)注入新活力。

2.4 逐步優(yōu)化掘進(jìn)設(shè)備的配套水平

努力提升綜合機(jī)械化掘進(jìn)自動(dòng)化水平；發(fā)展綜合除塵系統(tǒng)；強(qiáng)化地質(zhì)勘探，提升地質(zhì)勘探水平；重視錨桿支護(hù)技術(shù)的推廣。

3 結(jié)語

在煤礦開采中，巷道掘進(jìn)技術(shù)占有重要地位，其掘進(jìn)速度的快慢直接影響到煤礦開采的高產(chǎn)、高效。對(duì)此，必須明確我國(guó)巷道掘進(jìn)技術(shù)現(xiàn)狀，重視巷道高效掘進(jìn)機(jī)的研發(fā)，并積極學(xué)習(xí)、借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)與施工經(jīng)驗(yàn)，加快煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)的改造創(chuàng)新腳步，努力提升煤炭裝備技術(shù)水平，只有這樣才能提高煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)，才能更好地保障煤礦開采的高產(chǎn)、高效，為企業(yè)創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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