煤矿高效掘进技术现状与发展趋势

郑伟

摘要：煤矿高效掘进技术对于有限资源开采有着健康的发展，提高矿井更为可靠、安全、高效的生产运营等方面有着特殊的意义。现阶段，我国煤矿企业处于产业结构升级优化时期，相对于传统煤矿掘进落后的生产力，勇于突破现状，创新全新的煤矿高效掘进技术，既是挑战，亦是全新的机遇，在秉承全面可持续发展的理念下，改革煤矿高效掘进技术，将有限不可再生的煤炭资源通过高效的技术手段，使得资源得以充分利用。

关键词：煤矿;高效掘进技术;现状;发展趋势

1.煤矿高效掘进技术的发展现状

1.1煤矿巷道综采技术

该技术采用的机械装置具体包括刮板运输机、悬臂式掘进机、转载机等等，其中悬臂式掘进机是该技术的关键设备，该设备集切割、装载、运输、行走于一体;切割装置主要是为了保证开采的顺利进行，克服掘进过程中艰险的地貌，装载和运输主要是将掘进的土质运输出去，使巷道保持通畅，行走设备无需人为操作即可完成自主进行行进。悬臂式掘进机切割煤岩主要分为两种方式：横轴式以及纵轴式，而按照重量划分又可以分为特轻型、轻型、中型与重型四种机械类型。

悬臂式掘进机在工作过程中具备的优势为无爆破震动、连续开挖、灵活性高等，能够自主选择切割部位，确保切割地点的合理。另外，掘进效率还受到掘进机本身品质的影响，在掘进设备最优的情况下，设备的利用率可以达到60%以上。但是这种最优计算排除了其他因素的干扰，实际掘进过程中，却往往会受巷道条件因素的影响。随着科技水平的不断提升，中国煤矿研究领域已经研制并开发了具有国际先进水平的巷道掘进机，新型悬臂式掘进机具有设备体积小、掘进速度快、稳定性强等优势，这对提高煤矿生产效率具有重要意义。

1.2掘锚机组的一体化技术

掘锚一体化的作业方式，实现了掘进过程与隧道支护的有效结合，这也是煤矿生产行业比较认可的掘进方式。现阶段，掘锚机组一体化掘进技术为中国重点研究与改进的技术，其优势是自动化程度高、效率显著、人工作业强度低。该技术的使用优化了整个开采过程，能够大大减少掘进工作的时间，提高工作效率。但是该技术仅仅适用于煤矿含有量较高以及阻碍较小的区域，在一些开采条件比较复杂、煤矿分布不均的地方，这一技术仍处于探索阶段，需要进一步发展与创新。

1.3连续采煤机高效掘进技术

目前，国内很多煤矿都已经开始应用该技术，它能最大程度地实现运输作业、大断面落煤，可以作为单个的采煤机投入到应用中，还可以用于基岩开采。它是一种很值得推广应用的煤矿机械设施，广泛用于井下矩形断面层短臂与多巷、双巷开采中，对于地质环境好的煤矿井田、巷道开采都有很大优势，目前已经使用12cm的15DDVC与ABM20机型。其缺点在于，当前国内还没有专门生产该设备的公司。

1.4全液压钻车掘进技术

对于大断面岩巷掘进，一般使用的是综合配套的方式工作，而又以CMJl7履带式为主，利用ZC一3的协调功能，就能得到较好的掘进工作效率。事实上，其掘进效率相对较快，能达到2m/min，并且还具有机动陛好、操作便利等优势Ⅲ。在配套工作中，它具有以下优势：系统装岩、凿岩速度快，大断岩内部钻凿70多个炮眼只需要1h左右，和普通设施相比，它的速度能提高两倍。全液压的劳动强度相对较小，它能实现一次爆破与钻眼，同时还能提高支护质量。

2.煤矿高效掘进技术的发展趋势

2.1加强掘进过程中的安全防护工作

（1）必须保证每位掘进工作人员在携带隔离式自救装置的前提下才能进入掘进工作面，同时，在此之前，应培训学习这种装置的使用方法。（2）为保证掘进工作人员具有强烈的安全意识，掘进队伍必须定期参加安全知识的培训，考试合格后才能进入井下工作。同时，还应定期参加安全事故应急演练，以增加工作人员处理类似事故的经验。（3）掘施工过程中，每位掘进工作人员应严格按照施工程序和相关规定进行作业，避免不规范行为，同时，还应采取不定时巡视制度，保证施工的规范性。（4）掘进工作结束后，全面检查整个施工现场，以及时发现安全隐患，若存在安全隐患，则应及时采取措施，予以解决。

2.2提高掘进机的稳定性，增设自动润滑系统

在设计和开发掘进机时，为保证掘进机在工作中的稳定性，应当在掘进机的截割头上安装感应器，感应器能够判断抗压强度，可以自动报警，操作人员能够及时减少截割的深度。在设计中，还可以在其后支撑的两侧增加兩个侧支撑，两个侧支撑能够水平自动伸缩，这大大提高了掘进机的稳定性。

2.3负载反馈调速技术

切割牵引速度是煤矿掘进机的一个重要工况参数，合理的切割牵引速度不仅与掘进机自身参数有关，还与煤岩硬度、钻入深度和切削厚度有关，负载反馈调速技术就是利用比例多路换向阀、变量泵一负载反馈无级调速，合理调整切割牵引速度，有效地减少功率损耗，降低液压系统发热，延长液压元部件使用寿命，使掘进机能可靠地工作。

2.4辅助切割

当前我国煤矿生产的过程中，比较常见的切割方式还是辅助切割。而后者在生产的过程中早就是采用惯性的物理理论对煤矿掘进设备进行适当的改进和完善，这样就可以使得其截割的效果更好的达到预期的效果，但是这种技术还不是非常的成熟，所以在生产的过程中还没有得到广泛的普及。

2.5网络计算机远程控制化

随着计算机、信息技术的发展，新一代高新高效掘进工程的发展必然是网络化和远程控制化。一方面，通过网络化和计算机化，减少掘进工程作业面中人员在作业面作业的风险因素，提高安全系数，进而提高整体掘进操作安全性。

参考文献：

[1]周玉，王超.煤矿掘进技术的应用及优化措施[J].内蒙古煤炭经济.2017（23）