煤礦綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)分析

丁汝青

（兗礦能源集團(tuán)股份有限公司南屯煤礦，山東 鄒城 273515）

為了能夠有效確保煤礦工業(yè)的生產(chǎn)速度和質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)范要求，對(duì)于煤炭開(kāi)采生產(chǎn)過(guò)程中的相關(guān)技術(shù)、設(shè)備裝置應(yīng)用等需要進(jìn)行優(yōu)化，以先進(jìn)技術(shù)的生產(chǎn)設(shè)備的投入能夠在一定程度上提高煤礦生產(chǎn)效率的同時(shí)降低資金的投入，有利于促進(jìn)煤礦產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益協(xié)同發(fā)展，而對(duì)于煤礦產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中涉及的綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，隨著煤礦開(kāi)采生產(chǎn)需求量的持續(xù)高走，也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行有效的技術(shù)優(yōu)化和改進(jìn)，能夠提高煤礦生產(chǎn)的安全指標(biāo)，促進(jìn)煤礦高效、高質(zhì)生產(chǎn)。

1 簡(jiǎn)述快速掘進(jìn)技術(shù)

快速掘進(jìn)屬于煤礦行業(yè)特色的研究方向，對(duì)于快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用多用于煤礦開(kāi)采工作中，在掘進(jìn)的過(guò)程中以錨桿作為支護(hù)起到增加掘進(jìn)速度的效果，在這一過(guò)程中需要注意的是錨桿安裝的穩(wěn)定性，一般情況下，錨桿的打錨工作需要注重穩(wěn)定性和安全性，而使用機(jī)器操作的過(guò)程能夠較好地實(shí)現(xiàn)這一穩(wěn)定性、安全性目標(biāo)，提高掘進(jìn)的速度和效果，與此同時(shí)，在掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)于生產(chǎn)條件有著嚴(yán)苛的要求，以小型增壓水泵凈化空氣、降低煤塵能夠?yàn)榫蜻M(jìn)創(chuàng)造更好的作業(yè)環(huán)境和作業(yè)條件，而且在以小型增壓水泵進(jìn)行噴灑過(guò)程中，需要保障噴灑的水量穩(wěn)定并有水霧的出現(xiàn)，便需要對(duì)噴嘴的安裝位置進(jìn)行合理配置，并做好長(zhǎng)筒式負(fù)壓降塵裝置的配備，能夠更好地產(chǎn)生低壓降塵水，有利于提高掘進(jìn)的速度。

2 煤礦綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用存在問(wèn)題和技術(shù)要點(diǎn)

2.1 存在問(wèn)題

就當(dāng)前煤礦綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用來(lái)看，首先，普遍存在后配套系統(tǒng)效率低的問(wèn)題，尤其是掘錨一體機(jī)的后配套系統(tǒng)，由于效率較低難以發(fā)揮一體機(jī)的截割能力，從而制約了掘錨一體化技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用；其次，是掘進(jìn)設(shè)備和通信、控制之間的關(guān)聯(lián)性不高，對(duì)于掘進(jìn)設(shè)備不能實(shí)現(xiàn)集中控制，各個(gè)設(shè)備都需要單人操作，這也就導(dǎo)致大量人力成本的消耗，在一定程度上制約了掘進(jìn)的速度，智能化的程度較低，導(dǎo)致工作面作業(yè)人員過(guò)多、作業(yè)效率也受到了極大的影響。

2.2 技術(shù)要點(diǎn)

（1）煤礦綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)過(guò)程中，對(duì)于掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，需要注意對(duì)合理掘進(jìn)機(jī)機(jī)型的選擇，以及對(duì)設(shè)備機(jī)電一體化的強(qiáng)化和巷道布置為主。從合理掘進(jìn)機(jī)的選擇方面來(lái)講，在煤礦綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，煤礦掘進(jìn)工作的順利進(jìn)行，需要科學(xué)選擇合適的掘進(jìn)設(shè)備，而對(duì)于掘進(jìn)設(shè)備的選擇，首先要考慮資金成本的控制，與此同時(shí)，對(duì)于掘進(jìn)設(shè)備的選擇需要將質(zhì)量水平放在重要位置，一般情況下，掘進(jìn)設(shè)備的質(zhì)量水平往往對(duì)煤礦開(kāi)采生產(chǎn)過(guò)程起著關(guān)鍵性的作用，不僅能夠保障煤礦工作的掘進(jìn)速度和質(zhì)量，還能有效保障煤礦工作開(kāi)展的穩(wěn)定性和安全性，而且在煤礦綜合機(jī)械化掘進(jìn)過(guò)程中，除了掘進(jìn)設(shè)備外，還需要配合其他機(jī)械設(shè)備共同使用，以煤礦開(kāi)采中巖石的硬度和煤炭掘進(jìn)工作的復(fù)雜難度為基準(zhǔn)，能夠選擇合理的掘進(jìn)機(jī)械，而且對(duì)掘進(jìn)機(jī)的選擇也需要同樣搭配相應(yīng)的支護(hù)技術(shù)，能夠有效降低煤礦生產(chǎn)掘進(jìn)工作的危險(xiǎn)系數(shù)，從而在煤礦工作中更好地發(fā)揮掘進(jìn)機(jī)的作用。（2）設(shè)備機(jī)電一體化的強(qiáng)化也需要作為重中之重，在煤礦綜合機(jī)械化作業(yè)過(guò)程中，配套設(shè)備也需要得到有效完善，就基礎(chǔ)的機(jī)械設(shè)備需要進(jìn)行自動(dòng)化的控制，充分加強(qiáng)設(shè)備的故障檢測(cè)功能，并建立自動(dòng)化的信息采集系統(tǒng)，能夠及時(shí)對(duì)機(jī)械運(yùn)行和負(fù)荷情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，如此一來(lái)，在設(shè)備存在故障的情況下，能夠以自動(dòng)化的控制檢測(cè)完成對(duì)故障問(wèn)題的及時(shí)診斷和檢測(cè)，是煤礦綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中需要加以重視的要點(diǎn)。（3）巷道布置方面的綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)要點(diǎn)，對(duì)于各個(gè)煤層巷道頂板變化的分析，可以以通頂板礦壓監(jiān)測(cè)手段來(lái)建立數(shù)據(jù)模型；在煤礦巷道的布置過(guò)程中，盡可能地避開(kāi)應(yīng)力集中區(qū)域，與此同時(shí)，開(kāi)掘巷道如果在礦井單位在上覆采空區(qū)圍巖應(yīng)力未充分穩(wěn)定的情況下進(jìn)行，便會(huì)導(dǎo)致巷道掘進(jìn)期間維修量劇增，而針對(duì)上述三種情況進(jìn)行巷道布設(shè)時(shí)，需要提前就礦井進(jìn)行綜合分析，通過(guò)以內(nèi)錯(cuò)、外錯(cuò)或重疊布置的方式進(jìn)行巷道施工，根據(jù)礦井的實(shí)際情況采取相應(yīng)措施，盡可能地保障煤礦巷道掘進(jìn)能夠高效快速進(jìn)行。

3 煤礦綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 測(cè)控技術(shù)應(yīng)用

煤礦綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)過(guò)程中，對(duì)于現(xiàn)代化測(cè)控技術(shù)的應(yīng)用尤為重視，通過(guò)對(duì)煤礦掘進(jìn)時(shí)的溫度、壓力和電壓等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠在一定程度上完成煤礦掘進(jìn)的速度和質(zhì)量，從現(xiàn)代化測(cè)控技術(shù)智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和分布式化的特點(diǎn)可以看出，以測(cè)控、測(cè)量和電子等學(xué)科為基礎(chǔ)，一般涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、測(cè)試測(cè)量技術(shù)、儀表儀器技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等領(lǐng)域，而測(cè)控技術(shù)在煤礦工作中的具體應(yīng)用，能夠?qū)σ恍┤斯o(wú)法操作的作業(yè)展開(kāi)工作，完成對(duì)煤礦作業(yè)全過(guò)程的畫面?zhèn)鬏敚軌驑O大地保障煤礦開(kāi)采的質(zhì)量水平和工作效率。

3.2 長(zhǎng)壁綜采技術(shù)的應(yīng)用

在綜合機(jī)械化快速掘過(guò)程中，需要配合應(yīng)用長(zhǎng)壁綜采技術(shù)，作為綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)的技術(shù)核心，將長(zhǎng)壁綜采技術(shù)應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)開(kāi)采中，能夠更好地發(fā)揮其可靠性高和功率大的特征，以長(zhǎng)壁綜采技術(shù)的有效應(yīng)用，幫助增加綜采工作面的單產(chǎn)量，像厚煤層中綜合機(jī)械快速掘進(jìn)過(guò)程中，對(duì)于長(zhǎng)壁綜采技術(shù)的應(yīng)用，能夠根據(jù)工作面長(zhǎng)度和走向長(zhǎng)度的增加，進(jìn)一步降低工作面數(shù)量，從而有效提高工作面的機(jī)械化應(yīng)用水平，而且在長(zhǎng)壁綜采技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，還能夠幫助綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)簡(jiǎn)化工作面的巷道布設(shè)，有利于在一定程度上提高高效集約化的煤礦生產(chǎn)目標(biāo)，做好工作面巷道的合理布置，對(duì)于實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)的高效連續(xù)應(yīng)用有十分重大的意義，能夠更好地發(fā)揮綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用效果。

例如，對(duì)于我國(guó)緩傾斜中厚煤層單一長(zhǎng)壁綜采工藝的應(yīng)用來(lái)講，其高產(chǎn)高效綜采面平均長(zhǎng)度在150 ～180m，且工作面年均連續(xù)推進(jìn)長(zhǎng)度平均只有800 ～1000m，和美國(guó)連續(xù)推進(jìn)長(zhǎng)度高達(dá)2500m 相較還存在一定差距，像用于中厚煤層單一長(zhǎng)壁綜采工藝裝備，可以通過(guò)機(jī)電一體化的綜采工藝裝備，能夠使得煤礦工作面綜采朝著功率最大化、智能化、可靠性和重型化的方向發(fā)展，能夠有效提高煤礦綜合機(jī)械化掘進(jìn)的速度。而在煤礦綜合機(jī)械快速掘進(jìn)過(guò)程中，配合應(yīng)用長(zhǎng)壁綜采技術(shù)，增加單產(chǎn)量的情況下，便能夠相對(duì)減少回采面的數(shù)量，使得煤礦工作面的巷道布置更為簡(jiǎn)化，有利于達(dá)到煤礦工作高效、集約化生產(chǎn)的效果。

3.3 連續(xù)采煤機(jī)應(yīng)用

在煤礦綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)過(guò)程中，對(duì)于連續(xù)采煤機(jī)的應(yīng)用也至關(guān)重要，通過(guò)合理使用連續(xù)煤礦采煤機(jī)，能夠大大提高煤礦掘進(jìn)工作的效率和質(zhì)量，相對(duì)于其他電動(dòng)設(shè)備而言更具安全性，而且煤礦作業(yè)過(guò)程中，對(duì)于連續(xù)采煤機(jī)的應(yīng)用大多用于房柱式采煤法，不僅能夠靈活應(yīng)用于煤礦巷道掘進(jìn)，而且它還具備截割、裝載、轉(zhuǎn)載、調(diào)動(dòng)行走和噴霧除塵等多種功能，在掘進(jìn)過(guò)程中配備梭車、皮帶輸送機(jī)和錨桿支護(hù)等綜合機(jī)械設(shè)備，能夠更好地在房柱式采煤法中實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化采煤，像連續(xù)式采煤機(jī)常見(jiàn)配套設(shè)備包括工作面運(yùn)輸設(shè)備、輔助作業(yè)設(shè)備、頂板支護(hù)設(shè)備和工作面供電設(shè)備等，通過(guò)配套設(shè)備和連續(xù)采煤機(jī)共同組成了一套適用于房柱式開(kāi)采、煤巷多頭掘進(jìn)的新型煤礦采掘設(shè)備，能夠大大提高煤礦綜合機(jī)械化掘進(jìn)的速度和掘進(jìn)的質(zhì)量效率，下面展示短壁成套技術(shù)和裝備的核心——連續(xù)采煤機(jī)，以橫軸式截割部進(jìn)行快速截割，適用于高度為1.2 ～5.5m 的煤礦巷道掘進(jìn)。

4 煤礦綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)的改進(jìn)途徑

4.1 掘進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新

在煤礦開(kāi)采工作中，對(duì)掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用極為重視，而掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用也會(huì)直接關(guān)系到煤礦開(kāi)采的最終產(chǎn)量，因此，為了能夠有效保障煤礦開(kāi)采生產(chǎn)的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率，需要穩(wěn)定掘進(jìn)技術(shù)的更新周期，在煤礦實(shí)際作業(yè)中不斷改善掘進(jìn)技術(shù)，進(jìn)一步提高煤礦生產(chǎn)效率和生產(chǎn)速度，能夠在一定程度上增加煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，與此同時(shí)，對(duì)于煤礦開(kāi)采工作中快速掘進(jìn)技術(shù)，還需要配備相關(guān)機(jī)械設(shè)備的投入，因此，對(duì)于機(jī)械設(shè)備的綜合應(yīng)用，也需要隨著技術(shù)的更迭發(fā)展而投入新的設(shè)備，確保煤礦綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)能夠得到較好的發(fā)展空間，在煤礦開(kāi)采作業(yè)中，對(duì)綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)進(jìn)行不斷更新和升級(jí)，有效提高生產(chǎn)的安全性和煤礦生產(chǎn)的附加值，促進(jìn)我國(guó)煤礦高效、高質(zhì)量生產(chǎn)。

4.2 設(shè)計(jì)變革創(chuàng)新

對(duì)于煤礦快速掘進(jìn)技術(shù)的改進(jìn)設(shè)計(jì)中，需要將設(shè)計(jì)改革的重點(diǎn)放在錨桿的支護(hù)作用創(chuàng)新改進(jìn)上，像現(xiàn)階段我國(guó)常見(jiàn)的錨桿支護(hù)技術(shù)為煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)，而對(duì)于這一支護(hù)技術(shù)的改進(jìn)設(shè)計(jì)，可以將綜合采集面和掘進(jìn)技術(shù)共同發(fā)展，為掘進(jìn)錨固一體化發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，能夠更好地支撐快速工作面的發(fā)展和生成，與此同時(shí)，在設(shè)計(jì)變革創(chuàng)新的過(guò)程中，還可以通過(guò)促進(jìn)機(jī)械化發(fā)展的方式來(lái)改進(jìn)大斷面采集的需要，逐步促進(jìn)錨固一體化發(fā)展，能夠使得煤礦快速掘進(jìn)技術(shù)的改進(jìn)設(shè)計(jì)為煤礦采集工作面的快速發(fā)展做好鋪墊，有助于煤礦工作生產(chǎn)效率的進(jìn)一步提高。

4.3 提高生產(chǎn)效率

煤礦綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用旨在提高煤礦的生產(chǎn)效率，分析快速掘進(jìn)技術(shù)的特點(diǎn)，能夠以綜合集成的生產(chǎn)設(shè)備提高煤礦的生產(chǎn)效率，而綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)本身具備高度可靠性和大功率的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，因此，在煤礦單產(chǎn)量的生產(chǎn)上本身也就具有一定的優(yōu)勢(shì)，在煤礦開(kāi)采工作中，應(yīng)用綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)，能夠有效增加綜合采集面的推進(jìn)長(zhǎng)度，使得高效集約化的煤礦生產(chǎn)能夠有效應(yīng)用到大功率生產(chǎn)全過(guò)程，大大提高了煤礦綜合機(jī)械化掘進(jìn)的生產(chǎn)速度和生產(chǎn)效率。

4.4 確保施工安全指數(shù)

煤礦的開(kāi)采工作本就屬于一項(xiàng)高危行業(yè)，因此，在礦井生產(chǎn)的過(guò)程中需要保證巷道生產(chǎn)的安全性，就礦井工作面巷道需要進(jìn)行合理的布置，以便于更好地提高煤礦生產(chǎn)的安全指數(shù)，與此同時(shí)，對(duì)于礦井巷道的掘進(jìn)技術(shù)手段也需要進(jìn)行不斷優(yōu)化，通過(guò)對(duì)快速掘進(jìn)技術(shù)進(jìn)行合理研發(fā)設(shè)計(jì)，能夠在一定程度上提高系統(tǒng)性能，而且還能夠進(jìn)一步提升采集工作的穩(wěn)定性和有效性，有助于提高煤礦綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)生產(chǎn)的效率，還能確保煤礦開(kāi)采作業(yè)的施工安全穩(wěn)定。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)對(duì)煤礦作業(yè)的重視程度越來(lái)越高，煤礦生產(chǎn)的快速發(fā)展也對(duì)巷道掘進(jìn)提出更多的要求，既要安全高效又要保證質(zhì)量，因此，煤礦綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用便顯得尤為重要，屬于煤礦開(kāi)采作業(yè)的關(guān)鍵點(diǎn)，而根據(jù)我國(guó)煤層復(fù)雜的貯存條件來(lái)看，不同區(qū)域的煤層往往存在不同厚度，因此，對(duì)于煤巖巷道的數(shù)量也要相繼增加，并建設(shè)好合適地掘進(jìn)工作面，以煤礦綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)從整體上提升我國(guó)綜采技術(shù)，而上述針對(duì)綜掘技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)以及具體應(yīng)用和改進(jìn)措施進(jìn)行主要闡述，旨在為我國(guó)煤礦掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造一條連續(xù)、高效、完整的掘進(jìn)系統(tǒng)，以促進(jìn)我國(guó)煤礦開(kāi)采事業(yè)取得長(zhǎng)足進(jìn)展。