林齊東　鄒德昕　程顯伍

摘要：文章從掘錨一體化技術(shù)、掘進(jìn)自動化技術(shù)以及支護(hù)技術(shù)等方面對現(xiàn)階段常用的煤礦掘進(jìn)技術(shù)和工藝及其應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行介紹，分析掘進(jìn)新技術(shù)和新工藝的未來發(fā)展趨勢，以供參考。

關(guān)鍵詞：煤礦掘進(jìn)新技術(shù);新工藝;應(yīng)用

1引言

煤礦企業(yè)在發(fā)展中不斷更新掘進(jìn)技術(shù)工藝，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)效率、開采量的提升，推動煤炭開采自動化水平的發(fā)展進(jìn)步。尤其針對巷道掘進(jìn)和生產(chǎn)自動化方面，先進(jìn)煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，加之配套掘進(jìn)機(jī)械設(shè)備、掘錨聯(lián)合作用的實(shí)現(xiàn)，不斷在開發(fā)連續(xù)性掘進(jìn)作業(yè)方式和掘進(jìn)新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對煤礦掘進(jìn)作業(yè)的智能控制，有助于煤礦掘進(jìn)作業(yè)智能化操作水平和掘進(jìn)效率的提升。

2掘錨一體化技術(shù)的應(yīng)用

在掘錨一體化技術(shù)的應(yīng)用中主要應(yīng)用掘錨機(jī)組，在目前的煤礦掘進(jìn)作業(yè)中比較常用。所用掘錨機(jī)組的功能比較豐富，不僅在巷道中的行走速度較快，而且還將運(yùn)輸系統(tǒng)裝載在其中、綜合了鉆錨系統(tǒng)的功能，在精準(zhǔn)切割煤層的同時，也可以將截割下來的煤炭快速運(yùn)輸，提升煤層開采效率。尤其是在厚煤層中應(yīng)用，有助于提升采掘速度和支護(hù)安全性。在應(yīng)用此機(jī)組時，現(xiàn)場作業(yè)人員只需要一名遙控設(shè)備的司機(jī)以及錨桿設(shè)備司機(jī)兩名，可以發(fā)揮煤礦掘進(jìn)和錨桿支護(hù)的作用，同時實(shí)現(xiàn)用遙控器來遙控掘錨機(jī)以及使用錨桿對支護(hù)全過程進(jìn)行指揮。由此可見，通過此技術(shù)的應(yīng)用可以加強(qiáng)掘進(jìn)機(jī)械和錨桿支護(hù)的聯(lián)系，可以實(shí)現(xiàn)煤礦掘進(jìn)的自動化平行作業(yè)。

比如目前逐漸推廣應(yīng)用的掘錨護(hù)探一體化技術(shù)，改變了傳統(tǒng)的綜掘工作面只有破煤、裝煤和運(yùn)煤機(jī)械化程度，此種技術(shù)將現(xiàn)有的掘進(jìn)機(jī)功能升級為破煤、裝煤、運(yùn)煤、臨時支護(hù)、錨桿錨索永久支護(hù)、探防水于一體，有助于提升綜掘工作面的安全生產(chǎn)水平和單進(jìn)水平，同時降低人工勞動強(qiáng)度。

3掘進(jìn)自動化技術(shù)的應(yīng)用

在煤礦掘進(jìn)作業(yè)中，自動化技術(shù)的應(yīng)用主要用于分析掘進(jìn)工作面的數(shù)據(jù)，具體地說，在自動糊采集數(shù)據(jù)并在修正指令下修正之后，用于解決自動化設(shè)計中的掘進(jìn)和支護(hù)平行施工的問題，而且用于對支護(hù)參數(shù)的計算，然后根據(jù)具體的支護(hù)需求開展厚煤層的掘進(jìn)工作，留足充足的 空間用于開展巷道支護(hù)工作。由此可見，將基于計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)中，有助于提升厚煤層的掘進(jìn)作業(yè)效率并保證掘進(jìn)作業(yè)安全。

在厚煤層工作面的掘進(jìn)和支護(hù)作業(yè)中應(yīng)用自動化控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動化操作，比如對煤層數(shù)據(jù)進(jìn)行自動采集，且在對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理之后，用于煤層持續(xù)化開采和自動化傳輸作業(yè)中。通過此技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)時監(jiān)控整個煤礦開采全過程，便于工作人員及時掌握設(shè)備運(yùn)行中的故障信息，也就是系統(tǒng)通過采集的數(shù)據(jù)和分析來診斷故障、提出故障檢修策略。在厚煤層掘進(jìn)作業(yè)中還可以通過自動化技術(shù)的應(yīng)用對四周開采環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，在降低人工作業(yè)強(qiáng)度的同時也提升掘進(jìn)作業(yè)效率。在此過程中所用自動化技術(shù)主要起到實(shí)時監(jiān)控、中心控制、厚煤層掘進(jìn)面控制、故障監(jiān)測、設(shè)備分析、環(huán)境監(jiān)控等作用。此后，隨著自動化技術(shù)的深入發(fā)展，還可以在危險性較高的作業(yè)環(huán)節(jié)中代替人工作業(yè)方式，并且可以在厚煤層巷道中實(shí)現(xiàn)高傾角的巷道內(nèi)自動行走和爬坡作業(yè)。

4支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

在目前更加廣泛和深入應(yīng)用的厚煤層掘進(jìn)和開采技術(shù)下，需要同時應(yīng)用支護(hù)技術(shù)來確保掘進(jìn)作業(yè)安全。在未來的發(fā)展中，更需要將預(yù)拉力支護(hù)技術(shù)應(yīng)用于高地壓巷道和大傾角巷道中，在支護(hù)作業(yè)中應(yīng)用具有較大強(qiáng)度的支護(hù)錨桿以及W型鋼材，有助于提升其承載壓力以及支護(hù)設(shè)備對壓力的承載能力。

總結(jié)目前巷道掘進(jìn)作業(yè)中常用的支護(hù)技術(shù)主要有以下幾種：一是巷道棚式支護(hù)技術(shù)。此種技術(shù)所用支護(hù)支架的材料為木材、混凝土和金屬等材質(zhì)，雖然支護(hù)效果良好，但是應(yīng)用范圍受到一定限制，無法在復(fù)雜巷道中使用，而且應(yīng)用時具有較高的巖層表層和支架連接成本。二是巷道砌碴支護(hù)技術(shù)。此技術(shù)所用支護(hù)材料為混凝土，在具有較高堅固性的巷道煤層中有著良好的應(yīng)用效果。三是U型鋼材支護(hù)技術(shù)。此技術(shù)與錨噴技術(shù)結(jié)合使用可以在深井巷道支護(hù)作業(yè)中應(yīng)用，尤其是在出現(xiàn)巖層破碎或者破落的情況下有著良好的支護(hù)效果，有助于對煤礦巷道和工作面的支護(hù)效果起到強(qiáng)化作用。四是錨桿支護(hù)技術(shù)。此支護(hù)技術(shù)是對錨桿的作用進(jìn)行充分利用，實(shí)現(xiàn)巖層形變控制力的提升。在選擇錨桿時要結(jié)合也煤層實(shí)際情況選擇，最大化發(fā)揮錨桿的作用來避免巷道巖層出現(xiàn)變形情況。五是聯(lián)合支護(hù)技術(shù)。在實(shí)際的巷道掘進(jìn)和支護(hù)作業(yè)中，通常要將做種不同支護(hù)技術(shù)綜合在一起應(yīng)用，比如可以綜合錨桿和錨索方式來提升支護(hù)效果，也就是可以提升錨桿結(jié)構(gòu)的承載能力，也就是發(fā)揮錨索的作用來連接圍巖和錨桿，有助于其承載應(yīng)力的提升，比較適合在復(fù)雜煤層巷道中應(yīng)用。

5煤礦掘進(jìn)新技術(shù)新工藝的發(fā)展趨勢

煤礦掘進(jìn)自動化和功能化是煤礦掘進(jìn)新技術(shù)和新工藝的未來發(fā)展趨勢，對于前者來說，主要的發(fā)展方向就是集中多種不同的煤礦掘進(jìn)技術(shù)和設(shè)備功能于一體，比如將破煤、裝煤、運(yùn)煤、臨時支護(hù)、錨桿錨索永久支護(hù)、探防水于一體，發(fā)展成為的掘錨護(hù)探一體化技術(shù)。同時也將上述技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、電氣控制技術(shù)、通信技術(shù)以及PLC控制技術(shù)融合于一體，實(shí)現(xiàn)對掘進(jìn)作業(yè)時的自動化方向擦奧孔和智能監(jiān)測 ，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自主定位和自動切割作業(yè)。對于后者來說，在將上述多種功能集于一體時 ，還可以實(shí)現(xiàn)與錨桿支護(hù)等支護(hù)作業(yè)的平行作業(yè)模式。還可以通過錨鉆系統(tǒng)或臨時支護(hù)系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)安裝在掘進(jìn)機(jī)中發(fā)揮其自動故障維護(hù)和生產(chǎn)環(huán)境凈化等作用，并且可以通過橋式帶式裝載機(jī)的安裝來提升掘進(jìn)作業(yè)之后的礦車轉(zhuǎn)載和運(yùn)輸?shù)葐栴}，可以在更加復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境中表現(xiàn)出更高的掘進(jìn)作業(yè)效率。

6結(jié)語

先進(jìn)煤礦掘進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用有助于推動煤炭產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，因此在目前的煤礦行業(yè)發(fā)展中，始終將掘錨一體化技術(shù)、自動化技術(shù)以及支護(hù)技術(shù)作為研究重點(diǎn)，推動相應(yīng)新技術(shù)和新工藝的發(fā)展與應(yīng)用，有助于提升煤礦掘進(jìn)效果并保證掘進(jìn)作業(yè)安全。

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