煤矿综合机械化快速掘进技术分析

丁汝青

（兖矿能源集团股份有限公司南屯煤矿，山东 邹城 273515）

为了能够有效确保煤矿工业的生产速度和质量符合相关规范要求，对于煤炭开采生产过程中的相关技术、设备装置应用等需要进行优化，以先进技术的生产设备的投入能够在一定程度上提高煤矿生产效率的同时降低资金的投入，有利于促进煤矿产业经济效益和社会效益协同发展，而对于煤矿产业生产过程中涉及的综合机械化掘进技术的应用，随着煤矿开采生产需求量的持续高走，也应当进行有效的技术优化和改进，能够提高煤矿生产的安全指标，促进煤矿高效、高质生产。

1 简述快速掘进技术

快速掘进属于煤矿行业特色的研究方向，对于快速掘进技术的应用多用于煤矿开采工作中，在掘进的过程中以锚杆作为支护起到增加掘进速度的效果，在这一过程中需要注意的是锚杆安装的稳定性，一般情况下，锚杆的打锚工作需要注重稳定性和安全性，而使用机器操作的过程能够较好地实现这一稳定性、安全性目标，提高掘进的速度和效果，与此同时，在掘进技术的应用过程中，对于生产条件有着严苛的要求，以小型增压水泵净化空气、降低煤尘能够为掘进创造更好的作业环境和作业条件，而且在以小型增压水泵进行喷洒过程中，需要保障喷洒的水量稳定并有水雾的出现，便需要对喷嘴的安装位置进行合理配置，并做好长筒式负压降尘装置的配备，能够更好地产生低压降尘水，有利于提高掘进的速度。

2 煤矿综合机械化快速掘进技术应用存在问题和技术要点

2.1 存在问题

就当前煤矿综合机械化快速掘进技术的应用来看，首先，普遍存在后配套系统效率低的问题，尤其是掘锚一体机的后配套系统，由于效率较低难以发挥一体机的截割能力，从而制约了掘锚一体化技术的发展应用；其次，是掘进设备和通信、控制之间的关联性不高，对于掘进设备不能实现集中控制，各个设备都需要单人操作，这也就导致大量人力成本的消耗，在一定程度上制约了掘进的速度，智能化的程度较低，导致工作面作业人员过多、作业效率也受到了极大的影响。

2.2 技术要点

（1）煤矿综合机械化快速掘进过程中，对于掘进技术的应用，需要注意对合理掘进机机型的选择，以及对设备机电一体化的强化和巷道布置为主。从合理掘进机的选择方面来讲，在煤矿综合机械化快速掘进技术应用过程中，煤矿掘进工作的顺利进行，需要科学选择合适的掘进设备，而对于掘进设备的选择，首先要考虑资金成本的控制，与此同时，对于掘进设备的选择需要将质量水平放在重要位置，一般情况下，掘进设备的质量水平往往对煤矿开采生产过程起着关键性的作用，不仅能够保障煤矿工作的掘进速度和质量，还能有效保障煤矿工作开展的稳定性和安全性，而且在煤矿综合机械化掘进过程中，除了掘进设备外，还需要配合其他机械设备共同使用，以煤矿开采中岩石的硬度和煤炭掘进工作的复杂难度为基准，能够选择合理的掘进机械，而且对掘进机的选择也需要同样搭配相应的支护技术，能够有效降低煤矿生产掘进工作的危险系数，从而在煤矿工作中更好地发挥掘进机的作用。（2）设备机电一体化的强化也需要作为重中之重，在煤矿综合机械化作业过程中，配套设备也需要得到有效完善，就基础的机械设备需要进行自动化的控制，充分加强设备的故障检测功能，并建立自动化的信息采集系统，能够及时对机械运行和负荷情况进行动态监测，如此一来，在设备存在故障的情况下，能够以自动化的控制检测完成对故障问题的及时诊断和检测，是煤矿综合机械化快速掘进技术应用过程中需要加以重视的要点。（3）巷道布置方面的综合机械化快速掘进要点，对于各个煤层巷道顶板变化的分析，可以以通顶板矿压监测手段来建立数据模型；在煤矿巷道的布置过程中，尽可能地避开应力集中区域，与此同时，开掘巷道如果在矿井单位在上覆采空区围岩应力未充分稳定的情况下进行，便会导致巷道掘进期间维修量剧增，而针对上述三种情况进行巷道布设时，需要提前就矿井进行综合分析，通过以内错、外错或重叠布置的方式进行巷道施工，根据矿井的实际情况采取相应措施，尽可能地保障煤矿巷道掘进能够高效快速进行。

3 煤矿综合机械化快速掘进技术的应用要点

3.1 测控技术应用

煤矿综合机械化快速掘进过程中，对于现代化测控技术的应用尤为重视，通过对煤矿掘进时的温度、压力和电压等进行实时监控，能够在一定程度上完成煤矿掘进的速度和质量，从现代化测控技术智能化、数字化、网络化和分布式化的特点可以看出，以测控、测量和电子等学科为基础，一般涉及计算机技术、信息处理技术、电子技术、自动控制技术、测试测量技术、仪表仪器技术的网络技术等领域，而测控技术在煤矿工作中的具体应用，能够对一些人工无法操作的作业展开工作，完成对煤矿作业全过程的画面传输，能够极大地保障煤矿开采的质量水平和工作效率。

3.2 长壁综采技术的应用

在综合机械化快速掘过程中，需要配合应用长壁综采技术，作为综合机械化快速掘进技术的技术核心，将长壁综采技术应用于煤矿生产开采中，能够更好地发挥其可靠性高和功率大的特征，以长壁综采技术的有效应用，帮助增加综采工作面的单产量，像厚煤层中综合机械快速掘进过程中，对于长壁综采技术的应用，能够根据工作面长度和走向长度的增加，进一步降低工作面数量，从而有效提高工作面的机械化应用水平，而且在长壁综采技术的应用过程中，还能够帮助综合机械化快速掘进简化工作面的巷道布设，有利于在一定程度上提高高效集约化的煤矿生产目标，做好工作面巷道的合理布置，对于实现综合机械化快速掘进技术的高效连续应用有十分重大的意义，能够更好地发挥综合机械化快速掘进技术的应用效果。

例如，对于我国缓倾斜中厚煤层单一长壁综采工艺的应用来讲，其高产高效综采面平均长度在150 ～180m，且工作面年均连续推进长度平均只有800 ～1000m，和美国连续推进长度高达2500m 相较还存在一定差距，像用于中厚煤层单一长壁综采工艺装备，可以通过机电一体化的综采工艺装备，能够使得煤矿工作面综采朝着功率最大化、智能化、可靠性和重型化的方向发展，能够有效提高煤矿综合机械化掘进的速度。而在煤矿综合机械快速掘进过程中，配合应用长壁综采技术，增加单产量的情况下，便能够相对减少回采面的数量，使得煤矿工作面的巷道布置更为简化，有利于达到煤矿工作高效、集约化生产的效果。

3.3 连续采煤机应用

在煤矿综合机械化快速掘进过程中，对于连续采煤机的应用也至关重要，通过合理使用连续煤矿采煤机，能够大大提高煤矿掘进工作的效率和质量，相对于其他电动设备而言更具安全性，而且煤矿作业过程中，对于连续采煤机的应用大多用于房柱式采煤法，不仅能够灵活应用于煤矿巷道掘进，而且它还具备截割、装载、转载、调动行走和喷雾除尘等多种功能，在掘进过程中配备梭车、皮带输送机和锚杆支护等综合机械设备，能够更好地在房柱式采煤法中实现综合机械化采煤，像连续式采煤机常见配套设备包括工作面运输设备、辅助作业设备、顶板支护设备和工作面供电设备等，通过配套设备和连续采煤机共同组成了一套适用于房柱式开采、煤巷多头掘进的新型煤矿采掘设备，能够大大提高煤矿综合机械化掘进的速度和掘进的质量效率，下面展示短壁成套技术和装备的核心——连续采煤机，以横轴式截割部进行快速截割，适用于高度为1.2 ～5.5m 的煤矿巷道掘进。

4 煤矿综合机械化快速掘进技术的改进途径

4.1 掘进技术创新

在煤矿开采工作中，对掘进技术的应用极为重视，而掘进技术的应用也会直接关系到煤矿开采的最终产量，因此，为了能够有效保障煤矿开采生产的稳定性和生产效率，需要稳定掘进技术的更新周期，在煤矿实际作业中不断改善掘进技术，进一步提高煤矿生产效率和生产速度，能够在一定程度上增加煤矿企业的经济效益，与此同时，对于煤矿开采工作中快速掘进技术，还需要配备相关机械设备的投入，因此，对于机械设备的综合应用，也需要随着技术的更迭发展而投入新的设备，确保煤矿综合机械化快速掘进技术能够得到较好的发展空间，在煤矿开采作业中，对综合机械化快速掘进技术进行不断更新和升级，有效提高生产的安全性和煤矿生产的附加值，促进我国煤矿高效、高质量生产。

4.2 设计变革创新

对于煤矿快速掘进技术的改进设计中，需要将设计改革的重点放在锚杆的支护作用创新改进上，像现阶段我国常见的锚杆支护技术为煤巷锚杆支护技术，而对于这一支护技术的改进设计，可以将综合采集面和掘进技术共同发展，为掘进锚固一体化发展打下坚实的基础，能够更好地支撑快速工作面的发展和生成，与此同时，在设计变革创新的过程中，还可以通过促进机械化发展的方式来改进大断面采集的需要，逐步促进锚固一体化发展，能够使得煤矿快速掘进技术的改进设计为煤矿采集工作面的快速发展做好铺垫，有助于煤矿工作生产效率的进一步提高。

4.3 提高生产效率

煤矿综合机械化掘进技术的应用旨在提高煤矿的生产效率，分析快速掘进技术的特点，能够以综合集成的生产设备提高煤矿的生产效率，而综合机械化快速掘进技术本身具备高度可靠性和大功率的优势特点，因此，在煤矿单产量的生产上本身也就具有一定的优势，在煤矿开采工作中，应用综合机械化掘进技术，能够有效增加综合采集面的推进长度，使得高效集约化的煤矿生产能够有效应用到大功率生产全过程，大大提高了煤矿综合机械化掘进的生产速度和生产效率。

4.4 确保施工安全指数

煤矿的开采工作本就属于一项高危行业，因此，在矿井生产的过程中需要保证巷道生产的安全性，就矿井工作面巷道需要进行合理的布置，以便于更好地提高煤矿生产的安全指数，与此同时，对于矿井巷道的掘进技术手段也需要进行不断优化，通过对快速掘进技术进行合理研发设计，能够在一定程度上提高系统性能，而且还能够进一步提升采集工作的稳定性和有效性，有助于提高煤矿综合机械化快速掘进生产的效率，还能确保煤矿开采作业的施工安全稳定。

5 结语

综上所述，随着我国对煤矿作业的重视程度越来越高，煤矿生产的快速发展也对巷道掘进提出更多的要求，既要安全高效又要保证质量，因此，煤矿综合机械化快速掘进技术的应用便显得尤为重要，属于煤矿开采作业的关键点，而根据我国煤层复杂的贮存条件来看，不同区域的煤层往往存在不同厚度，因此，对于煤岩巷道的数量也要相继增加，并建设好合适地掘进工作面，以煤矿综合机械化快速掘进技术从整体上提升我国综采技术，而上述针对综掘技术的应用要点以及具体应用和改进措施进行主要阐述，旨在为我国煤矿掘进技术的发展创造一条连续、高效、完整的掘进系统，以促进我国煤矿开采事业取得长足进展。