煤矿高效掘进技术现状与发展趋势

＊王乐乐

（山西煤炭进出口集团洪洞陆成煤业有限公司 山西 041699）

随着我国经济的发展以及社会的进步，工作生产过程中所需要的资源越来越多，并且传统的煤矿开采技术已经无法满足现实的需求。因此，就需要更为先进、高效的掘进技术投入到生产中，对掘进技术以及管理内容进行进一步的创新，从而提高资源在利用过程中的效率，也能降低生产成本，以此来促进整个煤矿开采行业的持续、健康发展。除此之外，煤矿行业的高效率发展也会带动相关运输行业的进步，从而促进国民经济活力的激发。

1.我国煤矿高效掘进技术应用现状分析

在煤矿巷道综采掘进过程中所使用的机械设备主要为装载机、挖掘机、单体锚杆机等。对于悬臂式的掘进机而言，所应用到的功能主要集中在切割、运载以及行走上，而在工作结构上还会包括输送机、回转台、装载机、履带以及切割臂等多个部分。从不同的切割角度来看，其中悬臂式的掘进机还会包括横轴和纵轴两种机型。从重量的角度来进一步分析，掘进机的类型还会包括轻型、中型、重型、特轻型几种。在掘进过程中使用悬臂式的掘进机还有超挖少、爆破振动少、灵活度高以及连续开挖等优势。也就是说，在不同的断面结构巷道中进行支护工作都可以获得更为明显的效果。但是，施工阶段之前的准备时间也需要进一步延长，以此来有效推动掘进速度的提升。掘锚机组一体化的使用可以进一步提高掘进技术的水平，并且还可以提高在应用过程中的可靠性和安全性。

2.煤矿高效掘进技术在使用过程中存在的问题

(1)高效掘进技术的机械化程度不高

当前，我国很多煤矿开采企业为了提高经济效益，就会不断引进更为先进的掘进技术和管理经验，从而进行更大规模的机械化开采工作。但是，对于很多资历不足、缺乏经验的中小型企业而言，由于技术水平的匮乏在开展大规模工作的过程中就会受到限制，并且还会造成严重的环境污染等问题。同时，在掘进过程中产生的粉尘也会使得设备不能正常工作，并且还会影响到机械设备以及相关工作人员的生命健康。因此，在掘进设备出现问题时就需要及时进行处理，并且还要做好自己的检查工作，减少对企业生产工作的影响。

(2)从事掘进工作相关人员素质较低

对于煤矿企业的掘进工作人员来说，主要是负责巷道的掘进具体工作。因此，要想提高企业的工作效率，就需要提升相关员工的技术水平和综合能力。虽然当前我国煤矿开采行业取得了一定的发展，但是和发达国家还存在很大的差距。其中，掘进工作人员素质较低也是影响开采行业继续发展的重要因素之一。因此，对于煤矿开采企业来说，在招聘工作人员时就需要对员工开展相应的培训工作，在上岗之后还需要定期组织培训和学习，以此来提高掘进工作人员的专业素质和水平，从而更好的为企业服务。

3.煤矿高效掘进技术的发展方向

(1)岩石巷道掘进技术

中国岩石中占据半煤岩巷道的比重较大，因此地质情况也更为复杂，那么就需要使用钻爆法来进一步对岩石巷道进行开采。通常来说，钻爆法会分为全腿式凿岩机搭配耙斗式以及全液压钻车配侧卸装岩机作业线。相比而言，第一种使用更为广泛，而第二种虽然凿岩效率有着明显的提升，但是对于人力的需求更高，那么还需要进一步确保施工人员的工作安全。

(2)掘锚机组掘进技术的发展分析

掘锚一体是当前煤矿开采过程中应用较多的类型之一，主要优势在于安全性和高效性。在具体应用过程中还可以进一步确保煤矿掘进的工作效率，并且有效提高经济效益。对于煤矿掘锚一体化技术而言，有着广阔的发展前景，并且还得到了其他煤矿生产企业的认可。针对这一技术而言，还需要积累更多的经验来实现生产技术的提高，以此来进一步提高作业的性能，并且从掘锚机组分析中可以得知，我国掘锚一体的相关参数如表1所示。同时，这一技术有着明显的效率高、使用范围广的特点，那么也可以提高使用的效果。对于这一掘进技术而言，不仅可以在矿井巷道顶板自然条件不佳的单巷道中应用，还可以在情况更为复杂的双巷道中使用。但是，都需要确保工人生命安全前提下进行，对技术进行不断创新。

表1 掘锚一体的相关参数

(3)大断面多巷掘进技术的发展分析

该技术一般是借助连续采煤机来进行巷道掘进，其不仅掘进速度快，而且具备采掘合一的效果，可以大大提高煤矿掘进效率。在半煤岩悬臂和半煤岩巷道的掘进过程中，还需要根据实际开采情况来对机械元件和性能进行改进，以此来提高机械化水平。

(4)煤岩混合巷掘进技术的发展分析

在煤矿掘进过程中，要尽可能的提高悬臂掘进机工作性能，这样既可以推动其智能化和自动化发展，而且还可以提高其工作效率和安全性能。在煤矿掘进工作中，地质地貌混合给掘进速度带来一定影响，此时可以通过提高悬臂掘进机的性能来避免相关因素的影响，进而有效提高煤矿掘进效率。

(5)全液压钻车掘进技术

在进行大断面岩巷掘进施工过程中，一般会选择综合配套作业方式，其中CMJ17履带式全液压钻车是主要的掘进设备，通过辅以配套设施ZC-3，可以有效提高煤矿掘进效率。全液压钻车掘进技术具有相对比较快的掘进速度，其每分钟最高能够达到2m，同时具有机动性强，操作简便等优势。在煤矿掘进过程中，全液压钻车掘进技术具有如下特点：①系统凿岩和装岩速度比较快，其中在大断面岩石层内钻凿70个炮眼一般只需要1h，与普通设备进行对比可以发现，其速度可以提升2倍；②全液压钻车能够完成一次钻眼和爆破，这样能够有效提高支护质量，相关参数如表2所示；③全液压钻车具有相对较低的劳动强度。

表2 履带式全液压钻车相关参数

(6)半煤岩巷高效掘进技术

对于煤矿企业而言，在进行煤矿开采过程中，除了煤巷外，还经常会遇到半煤岩巷道需要掘进，其一般是指薄煤层及厚度低于20m的煤层巷道，其在总掘进工程量中一般占比20%左右。这里所提及到的半煤岩巷道一般是指在巷道断面掘进过程中，岩石面积占断面面积的比例在20%-80%。我国重点煤矿在进行半煤岩巷掘进过程中，一般选择了半煤岩悬臂式掘进机，其主要以中型和重型机为主，机重在35t以上，切割功率在120kW以上。如今，煤矿半煤岩巷悬臂式掘进机常用的有EBJ-120TP、S150J和EBZ160TY三种机型，且在半煤岩掘进机中占比超过了80%。在半煤岩巷道掘进时，由于岩石占据了比较大的比例，因此在进行掘进机选择了过程中，要考虑下述几个方面：①重心低、机重大、工作稳定性好；②元部件可靠性高；③截齿单刀力大，具有较强破岩能力；④系统操作简单，且便于维护。

在半煤岩巷高效掘进过程中，对于重型大功率掘进机而言，在煤层截割时，由于截割阻力较小，可以通过提高截割速度来确保其生产效率。当截割岩石时，由于截割阻力较大，此时可以减少截齿损耗来避免截割电机过载，进而达到预期的截割目的。EBZ160TY型掘进机选择了恒功率双速截割电机，其不仅调速方便，而且电机功率在高、低速时能够保持恒定不变，且整机截割能力得到明显提升。

4.结束语

综上所述，我国煤巷、半岩巷以及岩巷掘进技术在选择过程中需要根据具体情况进行分析，并且还需要考虑煤矿地质结构以及煤层分布的具体情况，综合多种因素才能进一步选择出更加科学、合理的掘进技术。然而，在实际操作过程中，生产效率和质量会受到多种因素的影响，需要根据具体情况进行分析。对于相关工作人员来说，还需要在工作过程中不断总结经验，并且对相应的掘进技术进行创新，这样才能有效促进整个行业的发展。同时，还需要积极学习和借鉴外国先进技术，促进国民经济的发展。