煤矿高效掘进技术现状与发展趋势

张小军

【摘 要】煤炭是我国主要的能源产业之一，对于经济的发展起着极为重要的作用，如何提高煤炭的开采效率成为相关部门和机构重点关注的问题。本文首先阐述了高效掘进技术在我国的发展现状，然后与国外进行了对比，最后分析了煤矿高效掘进技术的发展现状，希望为相关人员提供一些理论基础，在实际中减少资源的消耗，降低成本。

【关键词】煤矿；掘进技术；现状；发展趋势

随着科学技术的不断提高发展，其在工业的各个领域也逐渐应用开来，能源作为世界各国都普遍关注的重点，研究更为深入。煤炭是我国主要的能源产业之一，对于经济的发展起着极为重要的作用。因此，如何提高煤炭的开采效率成为相关部门和机构重点关注的问题。高效掘进技术在此背景下大大提高了生产的工作效率，并且保障了工作人员的安全，也是当前工业研究的主要方向。

一、高效掘进技术的发展现状

1.煤巷高效掘进技术

在上个世纪七八十年代，我国开始注重对于矿井的质量以及安全问题，并且在一些设计师和工人的指导下进行了改革，取消了岩石集中巷的布置方式，所以目前我国煤矿掘进巷中煤巷的数量占有较大的比较，约有七成左右。目前，我国的煤巷高效掘进技术主要有三种，分别是煤巷综合机械化掘进，大断面煤巷连续采煤机高效掘进以及掘锚机组掘锚一体化掘进。三种都是我国目前整体技术较为先进的，达到了较高的水平。在采煤方面，煤巷掘进机工作的稳定性好，生产能力强，而且采用先进的驱动和支撑技术，大大提高了工作的安全性。第二种是集落煤、装运以及运输为一体的综合采掘机器设备，我国的神东、万利、鲁能等公司均采用了此设备，实践证明，连续采煤机可以加快工作速度，减少劳动成本，符合高效采掘的要求。第三种一体化掘进更是在有效的空间内将采掘的效率大大提高，但由于空间的局限，可使用的范围仍然有限，需要进行进一步的研究开发。

2.半煤岩巷高效掘进技术

煤巷掘进技术是最主要的煤矿掘进技术，除此之外还有大量的半岩煤巷道掘进，其约占总工程量的二成左右，主要是薄煤层以及两米一下的中厚煤层。我国的大部分煤矿半煤岩巷的采掘大多采取悬臂式掘进机，因为这种机器重心较低，安全性较好，破岩能力好，并且部件简单，便于拆卸维护，减少了维修成本。现用的机型主要有EBJ-120TP、EBZ160TY、S150J三种，机重普遍较大，切割功率大。

3.岩巷高效掘进技术

在我国的岩巷施工中，最主要的还是钻爆法，作业线主要有全液压钻车配侧卸装岩机岩巷掘进以及重型悬臂式掘进机掘进两种方式，两者的使用比重较倾向于前者。前者的主要优点有双臂凿岩，速度较快，采用先进的液压系统以及模块式结构，操作便捷且便于维护，稳定性高，利用其可以得到提高掘进的工作效率以及采掘的质量。后者常用于大断面岩巷，并且其还处于实验阶段，采用国外引进的掘进机，还在探索时期，其掘进的效率较低，还有我国复杂的地形地貌等因素给进一步的广泛使用带来了不便。虽然后者使用的过程中遇到了不少的困难，但其是煤矿采掘技术发展的大致方向，因此需要进一步的研究和探索。

4.煤矿锚杆支护技术

巷道支护技术是煤矿在开采过程中极为重要的一项技术，近年来，由于煤矿事件的频发发生，大家开始更加关注掘进的安全性，因此煤巷锚杆支护技术的发展极为迅捷。这种支护技术使用成本低、并且支护效果还较好，给众多的企业带来了较大的经济收益。我国的锚杆支护技术已经形成了成套的技术，包括巷道围岩地质理学测试技术、W钢带及其轧制技术、支护施工的工具检测仪器等等一系列的支护技术。

二、国内外的发展差距

与外国的先进研究技术相比，我国在煤矿采掘方面的破岩、安全以及稳定性等很多地方都存在着明显的差距，目前我国煤矿使用的高效掘进机器，大多为国外进口，掘进技术也较为落后，在机械的切割功率、设计制造、加工以及自动化技术等方面都存在着差距。

在悬臂式掘进机的研制中，太原研究院和佳木斯煤机厂较为先进，但在总体的性能以及切割、装运、载荷等多方面还没有完整的理论体系，甚至还处于一篇空白的现象。连续采煤机技术首发于美国，而我国的相关技术完全依赖进口，核心技术还需要长足的发展与进步。我国在掘锚机组的设计方面，还处于实验和研究的阶段，在材料和设计工艺方面还需要不断发展。我们要充分认识到与国外发展的差距，并且不断创新，进行设计，争取做到设计制造的自主化。

三、煤矿高效掘进技术的发展趋势

1.发展掘锚一体化技术

目前，外國的主要产煤的发达国家广泛的使用掘锚一体化技术，即通过掘锚机组来实现员工相对平行的工作作业。和连续采煤机以及锚杆钻车相比，掘锚一体化的使用范围更广，在采掘方面的掘进和支护的作用也更强，已经引起了煤矿界的相当大的关注，可以说是一次成功的技术革新。其在国外已经得到了成熟的应用，因其技术优势明显，所以在我国也有较为广阔的应用前景，在注意我国的地形地貌等自然条件的基础下，应重点发展掘锚一体化，并且抓好配套设施的研究进展。

2.大断面多巷掘进推广使用连续采煤机

连续采掘机多巷掘进是国外发达国家在采煤时长期采用的掘进技术，并且已经被认可为是高效的采煤掘进方式。所以，目前我国的神东公司、晋城煤业集团等企业都开始使用连续采煤机进行掘进，并且取得了较好的效果。在研究领域，国内的多项掘进记录由其所创造，实现了研究与实践的双向进步。所以，连续采煤机的多巷高效掘进也是将来采煤行业必然的工作趋势。

3.半煤岩及全岩巷高效掘进技术

随着煤矿在开采过程中遇到的全岩巷愈发见多，正在掘进过程中就需要用到重型的悬臂采掘机作为采掘的主要的工具。在我国，在重型的悬臂采掘机方面的研究和利用的技术都还不是很完善，所以是目前的发展方向。大功率的重型采掘机所采用的的心技术以及崭新的工艺在推进采掘进程，整机遥控和检测，以及故障的排除等方面具有更高的技术，其的广泛利用可以不断的提高采掘机器的整体性能，拓宽煤矿机械化的使用范围。

4.高效掘进配套技术

高效掘进配套技术首先是配套的除尘设备，目前，我国在工作面使用的除尘手段主要是喷雾除尘，这种方法除尘效果并不是很好，其工作效率最高只能达到70%，所以为了达到更高的除尘效果，我国与德国合作研究出了新的除尘系统，效率高达99.4%，已经是国际上的先进水平标准了。其次是地质保障系统，煤巷中进行作业急需注意地质情况，保障工作人员的安全，因此，地质保障系统的技术改进是完全有必要的。重点发展在地质构造较为异常的探测可视化技术是基本的要求。最后是锚杆支护技术，其已经在煤矿得到了广泛的利用，而今后的重点发展趋势是推广煤以及半岩煤巷在地质力学方面的测试及评估和动态信息锚杆设计技术。

四、小结

本文首先阐述了高效掘进技术：发展掘锚一体化技术、大断面多巷掘进推广使用连续采煤机、半煤岩及全岩巷高效掘进技术以及高效掘进配套技术在我国的发展现状，然后与国外进行了对比，最后分析了煤矿高效掘进技术的发展现状，掘进机械化程度在随着科技的发展不断提高，并且为高效掘进技术的发展提供了一个良好的发展渠道，我们可以预见我国将来的煤矿高效掘进技术的重大突破指日可待，不断推进我国的工业以及社会经济的全面发展。

【参考文献】

[1]韩双浩；《煤矿高效掘进技术现状与发展前景分析》；[J].现代工业经济和信息化；2016，6（12）：76-77；

[2]杨云刚；《煤矿高效掘进技术现状与发展趋势分析》；[J].山西煤炭管理干部学院学报；2016，29（02）：7-8；

[3]贺楠、陈传波；《论煤矿高效掘进技术的发展现状及趋势》；[J].中国高新技术企业；2014（33）：141-142；