我国煤矿巷道掘进技术现状与发展

2019-08-26赵思敏

山东工业技术 2019年22期

摘要：本文阐述了我国煤矿不同岩性的高效掘进工艺和设备的发展现状，在此基础上指出了目前我國煤矿在设备上与外国还存在一定的差距，采掘不平衡也是影响掘进的重要因素。本文最后指出发展掘锚平行作业是缓解采掘失调的重要途径;同时，发展煤巷快速掘进的地质保障关键技术和适应不同断面和岩性的各类高效掘进机，提高掘进机的稳定性和自动化水平，适应不同地质条件变化下的巷道掘进工作是今后煤矿巷道掘进发展的重点方向。

关键词：高效掘进;采掘失调;掘锚平行作业

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.034

1 煤矿高效掘进现状

1.1 煤巷高效掘进技术

20世纪80年代以来，我国的矿井设计对开拓巷道和采准巷道进行了革新，将其布置在煤层中，取代了岩石集中巷布置式，从而大幅增加了煤巷在井巷工程中的比例。目前，我国煤矿掘进巷道中煤巷占据很大的比例，煤巷掘进速度直接影响着工作面采掘接替。采掘关系协调一直是煤炭生产过程中急需解决的重要课题，现阶段煤矿朝着智能化、机械化方向发展，大型采煤机的引进使采煤工作面推进速度不断加快，但掘进设备更新速度跟不上煤矿发展需求，这就要求煤巷掘进速度大幅提高[1]。

近几年，国产掘进机在煤巷掘进中实际年进尺约为600～8000m，基本能够满足煤巷高效掘进的需要。虽然悬臂式掘进机在我国重点煤矿发挥着重要作用，但由于掘进和支护不能平行作业，影响了掘进速度的提高。

1.2 半煤岩巷高效掘进技术

由于煤矿巷道掘进中地质条件的不断变化，因此煤矿还有大量的半煤岩巷道掘进需求，单一的煤巷掘进机不能够满足使用要求。我国重点煤矿半煤岩巷的掘进设备基本上采用半煤岩悬臂式掘进机，半煤岩掘进机以中型和重型两种机型为主[2]。

1.3 岩巷高效掘进技术

岩巷掘进设备主要是适应截割f≥8的岩巷掘进。目前，国内煤矿岩巷施工仍以钻爆法为主，岩巷悬臂式掘进机在我国仍处于试验阶段。其中，钻爆法为主的岩巷机械化作业线，主要有气腿式凿岩机配耙斗式或铲斗式装岩机作业线和全液压钻车配侧卸装岩机作业线。

2 存在的不足

2.1 采掘关系失调

目前，采掘关系是制约煤矿生产建设中的关键矛盾，掘进效率低，导致采、掘比例失调，制约着煤矿安全高效生产。在整个掘进施工过程中，支护是用时最长、影响快速掘进最大的主要环节，它直接影响施工质量和施工速度。影响支护速度的主要因素有：①地质条件变化，随着掘进的推进，地质条件的不断变化影响着支护参数的变化，地质条件复杂的巷道，不仅支护要求高，而且支护难度大，从而影响支护作业速度;②顶、帮锚施工不能平行作业。由于控顶距要求支护必须紧跟迎头，因此顶帮锚不能同时施工，极大地增加了支护时间。③目前我国很多煤矿的锚杆支护主要为气动回旋式锚杆钻机，这种钻机用人多，工作繁重，效率低，急需改革。

2.2 我国煤矿掘进机与国外的差距

与国际先进水平相比，我国在用煤矿掘进机破岩能力、适应性及稳定性等方面还存在一定的不足。硬岩截割中，掘进机通常出现截割部抖动和破岩能力不足的现象，是目前掘进机遇到的技术瓶颈之一。在地质条件变化较大的掘进巷道中，掘进机爬坡能力、破岩能力，整机的稳定性和适应性仍存在一定的不足。不同用途的巷道，断面不同，掘进机不能满足小断面和超大断面的掘进需求。小断面和超大断面仍需要通过钻爆法进行掘进施工。

2.3 煤矿高效掘进设备的合理布置与安排

煤矿高效掘进装备不仅包括掘进机和支护设备，还包括配套运输、通风除尘、供电系统等，这些设备能力必须相互适应。每种设备都可能成为影响煤矿高效掘进的重要因素。

3 展望

3.1 掘锚平行作业

掘进机后进行设备临时支护，并创新快速支护工艺、设备，实现巷道快速支护，降低支护时间在掘进过程中的比例;发展技术密集、系统化成套设备，实现“掘、支、锚、运、探”一体化、自动化[3]。

3.2 发展高效掘进设备

发展适应不同断面和岩性及地质条件的一系列高效掘进机，提高掘进机的工作可靠性，稳定性，提高整机自动化水平，增强掘进机在巷道工作中对不同地质条件变化的适应性;发展配套运输、通风除尘、供电设备，保障巷道掘进的稳定进行。发展新材料，用于破岩钻头，提高钻头的耐磨性，延长钻头使用寿命。

3.3 煤巷快速掘进的地质保障关键技术

巷道掘进施工过程中，地质条件是不断变化的。发展地质超前探测和探测结果的三维可视化快速显示等技术，通过此技术可以提前采取相应措施，保障巷道掘进顺利进行。

参考文献：

[1]张文玉.煤矿巷道掘进技术现状及发展[D].2014年全国科技工作会议论文集，北京：[出版者不详]，2014.

[2]王虹.我国煤矿巷道掘进技术和装备的现状与发展[J].煤炭科学技术，2010，38（01）：57-58.