煤矿掘进机的机械化发展与展望

张明

摘要：现阶段,随着我国经济的快速发展,煤矿产业发展的也十分迅速。由于科技的进步，研究煤矿巷道掘进机的新技术、新装备极具迫切性和重要性，分析煤矿巷道掘进机的机械化发展，研究煤矿巷道掘进机的技术发展战略同样迫在眉睫。关键词：煤矿掘进机;机械化发展;展望随着矿井不断开采，矿区开采区域的环境不断发生变化，如起拱围岩的实际应力大幅度提升、矿区矿井的煤层越来越松软、底板遭受损坏等，导致掘进工作难度增大。因此，要采用先进的机械化掘进设备，确保煤矿掘进工程顺利开展。

1煤矿掘进机机械化发展的重要性

掘进作业以煤矿的开采为需求，需要依据煤矿地质条件、煤层断面情况、巷道作业操作情况等稳定开展。在矿井开采的整个过程中，巷道掘进所占比例非常高，涉及支护、破碎、装载、运输等一系列过程。就目前我国煤炭形势而言，虽然成绩显著，但是在机械化方面所显现的问题也非常突出，形势严峻，体现出我国煤矿开采技术与机械化程度的滞后。在今后的发展中，若煤矿掘进机的机械化程度不高，煤矿开采、掘进则会受到制约。煤矿掘进机的机械化程度还会直接影响工程质量、工期及生产人员的安全，可见，发展煤矿掘进机的机械化极其重要。

2我国煤矿掘进机发展现状

2.1全岩巷机械化掘进技术

重型悬臂式掘进机用于大断面岩巷的掘进,在我国处于试验阶段,新集能源股份公司、新汶矿业集团、淮南矿业集团及平顶山煤业集团公司等企业先后引进了德国WAV300、奥地利AHM105、英国MK3型重型悬臂式掘进机共4台。其中,AHM105重型掘进机截割功率300kW,适应f=12岩石。新汶矿业集团公司经对比分析,认为AHM105型掘进机比较适应复杂的地质条件,试验反映机器的稳定性好,故障点少,遥控器的使用给操作带来了方便,但存在拱形巷道成型比较困难和湿式除尘器使用效果不好等问题。淮南矿业集团公司采用的MK3重型掘进机经试验反映,配备的断面显示功能对巷道超挖控制较为实用,但铲板前伸功能作用不突出,掘进面降尘效果不好。

2.2连续采煤机掘进

连续采煤机掘进对煤层条件的要求相对较高，在多巷道掘进环境下掘进，具有速度快、效率高、产量高等特点，可使掘进作业与支护作业同时并行进行。但是，连续采煤机大部分设备的核心技术被外商所掌握，并且自动化操作指标不是很成熟，经常出现问题。

2.3半煤岩巷机械化掘进技术

我国煤矿有大量的半煤岩巷道需要掘进,主要为薄煤层及2.0m以下中厚煤层巷道,占总掘进工程量的20%左右。半煤岩巷道是指在掘进断面中,岩石面积占断面面积的20%～80%的巷道。我国重点煤矿半煤岩巷的掘进基本上采用半煤岩悬臂式掘进机机械化作业线,半煤岩掘进机以中型和重型机为主,截割功率在120kW以上,整机质量在35t以上。半煤岩巷掘进设备主要是适应经济截割普氏系数f=6～8的半煤岩巷掘进。煤矿现用主流半煤岩巷悬臂式掘进机以EBJ-120TP,EBZ160TY,EBZ220TY,S200A,EBZ160及EBZ200等几种机型为主,占半煤岩掘进机使用量的80%以上。其中,EBZ160TY型掘进机采用恒功率双速截割电机,这种方式调速方便,且高、低速时电机功率恒定不变,低速时单刀力增大一倍,是同类机型的1.5～2倍,整机截割能力明显加强。

2.4掘锚一体化掘进设备

掘锚一体化掘进设备是在悬臂式掘进机与连续采煤机的基础上研制的新型采煤掘进支护设备。掘锚一体化掘进设备中的ABM20掘锚机，在截煤的同时能安装锚杆，可实现平行作业。当然，此类产品仍在试验阶段，技术尚不成熟。

3煤矿掘进机机械化展望

3.1机械化改进

(1)努力提高煤矿掘进机的适应性，通过发展特殊环境作业部分断面掘进机，使掘进机有更广的适应范围与更强的适应能力。同时，降低掘进机的质心，设计增宽履带结构。履带是煤矿掘进机与地面接触的重要部分，提高履带的适应性，设计不同结构的履带板，能更好地满足作业需求。此外，需要提高掘进机切割部分的切割能力。(2)应用设计良好的降尘技术，用于保证作业环境安全，以及工作人员的健康。(3)研发可靠性高且寿命长的新型煤矿掘进机，实现掘进机自截控制，提高我国的煤矿机电一体化水平，加快井下作业智能机械无人化作业的进程。

3.2机械化发展路线

(1)重视煤矿掘进机的引进，选择最合适的机械设备，提高效率，促进发展。(2)积极鼓励研发人员研发新型煤矿掘进机，以生产为保证，提高对理论与实践的研究，生产出性能较高的工程机械设备，提高自动化水平。(3)运用整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全6S科学管理方式，建立完善的管理制度，来保证煤矿掘进机的正常运行。(4)积极加强国际合作、学术交流，不断提高技术人员的技术水平和专业知识。不断加大对煤矿巷道掘进技术的研究投入，提高科学技术意识，鼓励专业技术人员不断探索。

3.3提高设备综合配套能力

机械设备在很多时候会出现配套不完善和配合度低等问题，这一类的问题一般会导致掘进设备不能发挥最大的作用，掘进效率受到影响。井下掘进工作包括很多环节，例如支护、运输、供水、供电等，这些环节都是密不可分的，都需要高度的配合才能发挥作用。提高各个设备的配合能力以及系统的配合度，对提高掘进效率具有很大的帮助。在支护方面，为提高效率需要尽最大可能缩短支护时间。由于地质条件不同，所采用的支护措施也有所不同，但在采用支护时，锚杆支护是需要优先选择的支护方式，锚杆支护具有支护效果好，施工量小的优点。通常施工进行钻孔时，要使用机载锚杆钻机，与传统的施工工序相比，不仅减少了很多工序，节省人力物力，还解决了掘进机与锚杆钻孔安装不平衡的问题。锚杆施工的工作量比较大，减少锚杆工作量的措施一般通过减少锚杆有效作业时间以及减少单元面积锚杆根数来实现，另外还可以使用先进的锚杆施工机具，来提高施工效率。有的巷道需要使用单体锚杆钻机，这种情况下掘进作业无法与钻锚同时进行，其正确的解决办法是安装临时支架，提高钻进速度，在钻头与钻杆的钻头的选择上面要选用孔径小的钻头和强度高的钻杆。降尘需要采用的是高压水外喷雾降尘技术。这种技术在运用时具体的做法是，在掘进机上安装增压水泵，利用掘进机的动力系统来为水泵提供动力，增加对水的压强，使之到达符合降尘要求的程度，喷嘴的安装位置要合理，喷嘴的性能要符合要求，这样就可以获得良好的降尘效果。另外还可以在掘进机上安装负压降尘装置，改变传统的单方向通风方式，采用压入与抽出结合的方式，使通风效果更加好。

结语

随着工业技术的发展，煤炭生产的产量和质量不断提高。巷道掘进工程机械化作业、开展自动化技术的研发是保障施工人员的安全、提高开采技术的重要内容。目前中国的煤炭开发技术已经步入了科学开采的阶段，需要不断完善操作人员的技术水准，完善机械化作业，形成行业发展的优势，使煤炭开采可持续发展。

参考文献

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