我国巷道安全掘进现状研究

万象

摘要：煤炭作为我国最重要的一次性能源，在未来10年内，其在能源构成中的主体地位将不会改变，煤炭行业的健康发展关系到国民经济可持续发展的全局。对此，持续加强煤炭开采的科学化管理及创新，特备是抓好作为煤炭开采先行军的掘进技术的管理，将开采技术管理的起步阶段抓好、抓实、抓到位，对于实现煤炭行业的可持续发展具有至关重要的作用。作为煤炭采掘技术最先进的国家，最近几年在技术人员的攻关之下，新的高效掘进技术及其科学化管理手段不断出现，并在煤矿采掘过程中得到广泛应用，取得了很好的效果，且在新技术革命的推动下，煤矿高效采掘技术的应用管理已呈现出了较为鲜明的发展趋势。

关键词：巷道；安全掘进

引言

煤炭作为我国最重要的一次性能源，在未来10年内，其在能源构成中的主体地位将不会改变，煤炭行业的健康发展关系到国民经济可持续发展的全局。对此，抓好煤炭行业科学化、规范化、现代化管理，确保煤炭行业的可持续、健康发展，已经成为了摆在所有煤炭企业面前一道亟待解决的课题。我们国家的煤炭资源从煤层分布上看主要以地下储藏为主，因此地下掘进开采成为了我国煤炭主要的生产方式。随着煤炭开采机械化水平的不断提高，在国有大中型煤矿中已经出现了年产百万吨级以上的超大工作面，这就意味着加强煤矿巷道安全、快速、高效掘进技术应用的科学化管理已成为矿井高效节约化生产的关键因素。而科学化采掘技术的应用及其装备水平直接关系到煤矿的生产能力与安全，因此巷道掘进正在朝着高效机械化掘进与科学化支护的方向发展。提出这一课题的研究有助于高效采掘管理的发展与进步，能够更有效的提高煤矿企业工作效率，实现矿井的高产高效。

1.煤巷安全高效掘进现状

上世纪九十年代，为了进一步提高煤矿采掘效率，我国将开拓巷道和准备巷道逐渐布置在煤层当中，使煤巷成为最重要的掘进巷道。随着技术发展，在适应不同的煤层地质环境和采掘要求后，目前逐渐确立了三种煤巷高效掘进技术：一是掘锚机组掘锚一体化掘进；二是连续采煤机与锚杆钻车配套作业线；三是单体锚杆钻机与悬臂式掘进机配套作业线；这三种煤巷安全高效掘进技术中第一种随着煤矿装备水平的提高，目前正在普及当中，后两种是目前各煤矿生产当中普遍应用的，其中，掘锚机组掘锚一体化掘进技术是当前我国重点发展的一项安全高效掘进技术，这一技术主要适用于高产高效矿井煤巷高效掘进工作，该技术将掘进与支护有效结合起来，能够实现掘进与锚护平行作业，有效的节约掘进和支护时间，提高掘进效率。目前这一技术在我国还处在一个不断探索的阶段，截至 2012 年约有 20 台掘锚机组在国内煤矿企业中得到应用，其中ABM20 机型在淮南煤矿、新汶矿业集团新巨龙煤矿、晋城无烟煤矿集团成庄矿、兖矿集团鲍店煤矿等地点应用，使用效果较好。掘锚一体化代表了煤巷快速掘进技术的发展方向，是目前世界上最新型的高效掘进设备。单体锚杆钻机与悬臂式掘进机配套作业线又被称为巷道综合机械化掘进，这种高效掘进技术主要是由悬臂式掘进机、转载机、刮板输送机和通风除尘等设备组成的，其中抓好悬臂式掘进机的优化是巷道综合机械化掘进技术进步的关键环节。在这一点上我国充分吸取国外掘进机先进技术与经验的基础上，通过自主研发生产出了具有自主知识产权的掘进机，例如：佳木斯、三一重工、石家庄、鞍山、北方重工等国内掘进机生产企业，已研发出在全球较先进的机型，而且机型较多，已应用性也较为广泛。

2.半煤岩巷安全高效掘进现状

在我国煤炭生产中半煤岩巷道占有相当的数量，岩石面积占到掘进断面1/5-4/5的巷道均被称为半煤岩巷道。随着煤炭资源的不断减少，抓好半煤岩的充分开采对于解决煤炭资源短缺的问题具有重要意义。我国半煤岩巷道掘进大多采用半煤岩悬臂式掘进机机械化作业技术，掘进机主要是中、重型居多，其中最常见的半煤岩掘进机主要有 S150J 型、EBZl60TY 型及 EBJ-120TP型三种。目前，国内的主要煤科院均加大了对这一方面的深入研究，煤科总院太原研究院研制的 EBJ 系列半煤岩掘进机采用小截割头，能够适应20%-80%岩层的半煤岩巷道使用，其中 EBJ-120TP 型单刀力在 4.5kN 以上，EBZ160TY 型可以达到 8kN，并且采用的是双速截割电机，有效的提高了截割能力。目前 EBZ16OTY 小截割头机已经在山东能源、平顶山、汾西等国内大型煤矿中得到比较广泛的使用。

3.岩巷安全高效掘进现状

由于我国煤炭资源较为丰富，目前一般是先开采煤层比较好的煤矿，对于超过80%以上岩石量的煤层极少进行大规模的开采，致使在我国岩巷安全高效掘进技术发展比较缓慢。但是随着煤炭资源的不断枯竭，现在一些煤矿已经逐步开始发展岩巷安全高效掘进技术。在上世纪末，国内的淮南矿业集团、新汶煤矿、新集能源股份公司等国内多家煤炭企业先后引进并使用了英国 MK3、德国 WAV300、奥地利 AHM105 型重型悬臂式掘进机，相比国内的重型掘进机，这三种全岩重型悬臂式掘进机，在截割功率比、适应地质条件等多方面有着明显优势。例如 AHM105 重型掘进机截割功率达到 300kW，适用于 f=12 岩石，但是国产的截割功率仅为 200kW 左右，适用于 f=6-8 的岩石。除此之外，在我国使用的也比较多还有 MK3 重型掘进机，这种重型掘进机截割功率位 250kW，可应用于 f=12 的岩石，淮南矿业集团所使用的 MK3重型掘进机最高月进尺 180m。目前我国岩巷悬臂式掘进机如三一重工生产的EBZ-318 型悬臂式硬岩掘进机，定位截割宽度 6.78米、定位截割高度5.42米、最大截割岩石硬度130Mpa，其整套配备属于国内目前最先进的专业设备，在岩巷掘进技术上取得了较大技术进步。

4.结语

巷道快速高效掘进是矿井水平、采区、采场“三大接替”的根本保证，通过我国安全掘進现状研究究，主要得出以下结论：要解决巷道安全快速掘进问题，首先要对影响巷道快速掘进的主要因素及井下巷道掘进衔接时应该注意的关键问题进行深入了解和掌握，同时要对本单位矿井地质特征及巷道煤层顶底板稳定性进行全面分析。只有在全面掌握理论和分析的前提下，再结合单位现场实际，合理配置岩巷掘进机械和加强施工管理，全面把握快速掘进的关键环节，并注重管理创新，才能真正实现安全高效快速掘进。

[参考文献]

[1]王金豹. 综掘工作面安全高效快速掘进技术探析[J]. 中州煤炭，2010（04） .

[2]姜福兴、耿殿明、宋振骐. 基于可持续发展的“绿色矿区模式”， 科技导报，2002，20（2）：53～57.