煤矿掘进技术及研究进展

2015-08-15王绍辉开滦集团有限责任公司唐山矿业分公司河北唐山063000

江西建材 2015年8期

■王绍辉 ■开滦(集团)有限责任公司唐山矿业分公司，河北唐山 063000

煤矿资源属于我国重要的不可再生资源之一，煤矿的开采挖掘一直推动着我国经济不断向前发展。随着国内经济和建设的不断发展，国内对煤炭的需求量也逐渐得到提升。由于大多数煤炭的地质环境特殊复杂，开采具有一些困难性，我国对煤矿开采技术的要求也越来越高，高效挖掘是煤矿掘进技术的主要发展方向，各煤矿产业争先研发自动化掘进技术，因为在煤矿开采中，只有高效率、安全、高资源利用率的掘进技术才能适应当前社会发展对煤炭掘进技术的要求，然而，由于社会生产力发展的限制，当前煤矿掘进技术仍然存在一些弊端，影响着煤矿的高效开采和安全生产，本文提出了几种当前最为广泛使用的煤矿掘进技术，对其存在的问题进行了系统分析，并且提出了一些展望，希望为广大煤矿开采企业提供一些参考。

1 煤矿高效掘进技术在我国的发展及存在问题

1．1 煤矿高效掘进技术的发展

随着煤矿高效开采的要求逐渐凸显，我国矿井的设计和发展，自上世纪80年代起，得到了全面改观。开拓巷道和采准巷道被设计出在煤层中，占到总比例的70%以上，煤炭的开采和质量，直接取决于是否使用现进的煤矿掘进技术，有代表性的作业方式为以下三种:

(1)煤巷综合机械化掘进方式。这种掘进方式在我国各类煤矿开采中得到广泛使用，是我国从1979年起从国外引进的一种技术，核心技术是悬臂式掘进机，这种技术的优势是生产稳定性强，生产环境适应性强。由于我国对掘进机的技术研究起步晚，因此第一台悬臂式掘进机源自国外，后来国内由于煤矿开采的需要，开始逐渐投入科研力量进行掘进机的研究。但是，相对于国外掘进机的技术，仍然存在一些差距。

(2)连续采煤机与锚杆钻车配套作业线方式。这种掘进方式的核心是连续采煤机，需要进行多巷道掘进，是一种高效率的掘进方式，但是由于连续采煤机的设备大部分由国外厂商操控，因此，在自动化程技术和关键技术指标上的可操作性都不是非常强，问题时有发生。

(3)掘锚机组一体化掘进方式。这种掘进方式仅适用于一些特殊煤矿，仍然处于试验阶段，技术仍然不稳定，核心仪器为四臂锚杆钻车等设备，是未来掘进技术的主要发展趋势，实现了锚杆支护、采掘于一身，高智能化，高自动化的功能，是未来煤矿安全生产的主推技术，，和其他仪器一样，核心技术由国外器械生产厂家操纵，技术不稳定，设计制造的发展还很不成熟，因此还未得到大力推广。

1．2 掘进机存在的问题

掘进机是煤炭高效发展的核心器械，但是由于引进时间晚，技术发展不成熟、开采条件恶劣等现实条件的限制，掘进机的使用中问题时有发生:(1)开采过程中的振动。掘进机在开采时，时常会遇到大块岩石，裁割时，产生巨大震动，巨大的震动的一个直接后果就是会引起电气元件的损坏，从而，掘进机的使用寿命也会缩短。(2)注油的问题。掘进机在运行一段时间后，油箱后需要补充油量，现代掘进机没有自动注油技术，注油需要手动完成，在煤矿井下开采时，粉尘污染大，极易在注油时将粉尘引入管路，管路堵塞后，掘进机就需要维修，影响掘进的效率。(3)大型掘进机的缺陷。为了适应不同宽度的巷道，掘进机需要配备相应宽度的铲板，这就需要将行走部分全部卸除，极大浪费人力物力。煤矿的开采都已经走向大型化、机械化的趋势，但是矿井运输仍然有承重限制，机械分体受到高度和重量的限制，大型的掘进机仅能用于特大型煤矿，在中小型煤矿中并得不到使用。(4)除尘效果差。现代掘进机的除尘效果都不是很理想，煤矿开采工作中烟尘不断，旷工的健康被极大损坏，矿井下可见度差，有时候为了继续开采，必须停机一段时间，才能够继续工作，极大的影响了煤矿挖掘的进度。长期从事矿井开采的工人，健康得不到保障，职业病频发。

(5)运输链条的问题。掘进机的工作，经常由于运输链条过紧、过松或者卡死，发生轴承损坏，或者液压马达超过标准载重量的问题，影响掘进机的正常使用，从而造成安全事故或者影响掘进效率。

2 掘进技术的改进

针对以上掘进机和掘进技术存在的弊端，我国研发人员，针对工作实际，对我国掘进技术及掘进机进行了一些技术改进。

2．1 在稳定性技术上的改进

在设计掘进机时，考虑到掘进机开采的稳定性，以往的掘进机，常会因为遇到大块岩石进行裁割发生巨大震动，造成掘进机电路元件损坏，稳定性差的缺陷，因此，在掘进机的裁割头上，安装上感应器，感应器能够自动识别出抗压强度，如果遇到大块岩石，感应器会自动报警，作业人员可以根据报警，及时调整裁割深度，避免过度裁割对掘进机造成的巨大振动，另外，在掘进机设计时，增加两个能够自动收缩的侧支撑，提高掘进机作业的稳定性和安全性。

2．2 增加自动润滑系统

在设计掘进机时，由于以往的掘进机必须人工注油，影响作业效率，在设计中，引入自动润滑技术，为了改善井下作业对掘进机进行人工注油极易将粉尘颗粒引入管路造成管路堵塞的弊端，采用自动润滑装置对掘进机进行注油，自动润滑装置可以在不用停机的状态下在润滑点下对自动注入润滑油，极大的提高了掘进机运行的效率和安全性。