劉強(qiáng)

摘 要：近年來(lái)，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(kāi)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(kāi)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(lái)越重要。

關(guān)鍵詞：煤礦巷道；掘進(jìn)技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展策略

煤礦巷道是我國(guó)煤礦開(kāi)采工作的重要設(shè)施，也是促進(jìn)煤礦企業(yè)發(fā)展的建設(shè)之一。通常煤礦開(kāi)采都是在地下進(jìn)行，整個(gè)煤礦巷道的空間、結(jié)構(gòu)以及地質(zhì)因素都關(guān)乎著煤礦開(kāi)采效率、開(kāi)采安全以及開(kāi)采質(zhì)量，而煤礦的地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在進(jìn)行巷道掘進(jìn)的時(shí)候容易受到多方面的影響，以致施工過(guò)程遇到重重阻礙，甚至?xí)霈F(xiàn)安全隱患導(dǎo)致局部的坍塌現(xiàn)象。同時(shí)，在我國(guó)科技時(shí)代的發(fā)展下，許多新型機(jī)械設(shè)備不斷涌現(xiàn)出來(lái)，我國(guó)現(xiàn)階段的煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)在機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用上還存在著一定缺陷，未能良好地將技術(shù)和機(jī)械進(jìn)行融合運(yùn)用，在一定程度上影響了巷道掘進(jìn)技術(shù)的有效實(shí)施，也不利于煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展。因此，為了促進(jìn)煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，有必要分析巷道掘進(jìn)技術(shù)的現(xiàn)狀問(wèn)題以及煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)與先進(jìn)機(jī)械設(shè)備的融合運(yùn)用，從而為煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展提供有利環(huán)境。

1我國(guó)煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)現(xiàn)狀

在煤礦井下生產(chǎn)作業(yè)中，開(kāi)采技術(shù)和開(kāi)采方法對(duì)于有效發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的性能、提高生產(chǎn)的安全性、降低生產(chǎn)成本等都具有重要意義。我國(guó)煤層賦存條件比較復(fù)雜，具有明顯的多樣性，煤層厚度從零點(diǎn)幾米到幾十米之間不等，這就使企業(yè)在生產(chǎn)中需要投入大量的人力和物力開(kāi)掘煤巖巷道，因此掘進(jìn)和回采成為煤礦生產(chǎn)中的重要一環(huán)。我國(guó)現(xiàn)行煤礦作業(yè)中，井下原煤產(chǎn)量占煤炭總產(chǎn)量的百分之九十強(qiáng)，所以，提高井下煤炭的開(kāi)采效率一直是學(xué)術(shù)界研究的重點(diǎn)。同時(shí)，現(xiàn)行礦井作業(yè)的綜采機(jī)械化水平還要比綜掘機(jī)械化水平高出一些，這種技術(shù)上的差異不但造成了回采巷道的負(fù)荷過(guò)重，也限制了采掘的均衡發(fā)展?？梢?jiàn)，提升巷道掘進(jìn)水平、發(fā)展機(jī)械化的高效掘進(jìn)技術(shù)是煤礦井下生產(chǎn)的大勢(shì)所趨。

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(lái)發(fā)展起來(lái)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(kāi)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(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題，后來(lái)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(mǎn)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。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(lèi)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(lèi)巷道。在掘進(jìn)此類(lèi)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)。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掘錨一體化掘進(jìn)技術(shù)

掘錨一體化掘進(jìn)技術(shù)是綜合連續(xù)采煤機(jī)和懸臂式采煤機(jī)的優(yōu)點(diǎn)后誕生的新型掘進(jìn)技術(shù)，該項(xiàng)掘進(jìn)技術(shù)按其作業(yè)方式的不同可分為兩種，即同時(shí)實(shí)現(xiàn)掘錨作業(yè)和先截割后支護(hù)的掘錨作業(yè)。掘錨一體化掘進(jìn)技術(shù)的工作原理為：通過(guò)將巷道掘進(jìn)與巷道支護(hù)結(jié)合起來(lái)的方式，來(lái)完成同一臺(tái)機(jī)組對(duì)巷道的掘進(jìn)與支護(hù)，從而使巷道掘進(jìn)和巷道支護(hù)設(shè)備的換位作業(yè)效率被提高了許多。掘錨一體化掘進(jìn)技術(shù)與傳統(tǒng)礦井巷道掘進(jìn)開(kāi)采中的扒裝、運(yùn)輸、錨網(wǎng)支護(hù)、截割等作業(yè)方式有著顯著的不同，該項(xiàng)技術(shù)采取的是截割落煤和錨網(wǎng)支護(hù)同時(shí)進(jìn)行的方式，對(duì)以往的開(kāi)采流程進(jìn)行了更加科學(xué)的優(yōu)化，具有采掘速度快、自動(dòng)化程度高、運(yùn)行穩(wěn)定性可靠和勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度低等優(yōu)勢(shì)，因而更適于在大型礦井的高效采掘作業(yè)中應(yīng)用。

2煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

2.1積極推廣連續(xù)采煤掘進(jìn)技術(shù)

就我國(guó)煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)的現(xiàn)狀來(lái)看，連續(xù)采煤掘進(jìn)技術(shù)已經(jīng)取得了顯著的實(shí)質(zhì)效果，而且其具備人力需求少、適應(yīng)性強(qiáng)、安全性高、高出產(chǎn)率以及靈活性好等眾多優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，與其匹配的機(jī)械設(shè)備在資金投入上也相對(duì)較低，大多數(shù)連續(xù)采煤機(jī)不僅可以作為掘進(jìn)設(shè)備使用，更可以作用在回采作業(yè)工作中，有利于煤礦企業(yè)的成本管理。除此以外，連續(xù)采煤掘進(jìn)技術(shù)在初期的投入使用就創(chuàng)新了我國(guó)多項(xiàng)記錄。在實(shí)踐的成績(jī)效果前，這項(xiàng)新型的掘進(jìn)技術(shù)也成為國(guó)內(nèi)外共同關(guān)注的主要掘進(jìn)方式，其本身就具備優(yōu)秀的發(fā)展環(huán)境，極其適合作為煤礦掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展的核心技術(shù)之一。

2.2積極開(kāi)展掘錨一體化技術(shù)

掘錨一體化技術(shù)在多個(gè)產(chǎn)煤國(guó)家已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，在實(shí)際的技術(shù)操作中，掘錨一體化技術(shù)的適應(yīng)范圍更廣，而且在支護(hù)效果和掘進(jìn)效果也有了進(jìn)一步改善，通過(guò)掘錨機(jī)組的平行作業(yè)特性可以大大提高煤礦巷道掘進(jìn)的作業(yè)效率。同時(shí)，在半煤巖、巖巷以及頂板條件較差的環(huán)境中，基于連續(xù)采煤機(jī)的掘錨機(jī)組無(wú)法順利使用，其主要原因還是受制于截割方式和截割機(jī)限制，而基于懸臂式掘進(jìn)機(jī)的掘錨機(jī)組，也在一定程度上受到懸臂過(guò)長(zhǎng)及回轉(zhuǎn)升降的影響導(dǎo)致不能同步作業(yè)，這就使得作業(yè)效率較低，為此需要積極研發(fā)基于懸臂式掘進(jìn)機(jī)的掘錨機(jī)組，將其受限因素一一解決，使其在操作使用中能夠達(dá)到高效率的同步作業(yè)。

2.3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。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)是煤礦開(kāi)產(chǎn)工作中重要的核心之一，而煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)與機(jī)械的運(yùn)用也是密不可分的，在實(shí)際的煤礦開(kāi)采工作匯總應(yīng)靈活運(yùn)用各種新型技術(shù)和新型機(jī)械設(shè)備。同時(shí)，鑒于一些特定環(huán)境無(wú)法實(shí)施煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)，煤礦行業(yè)及相關(guān)的機(jī)械研發(fā)人員也應(yīng)充分掌握問(wèn)題，以便促使掘進(jìn)機(jī)的研發(fā)方向能夠符合我國(guó)煤礦開(kāi)采的需求。

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（作者單位：國(guó)家能源集團(tuán)神東煤炭公司）