我国矿井巷道掘进技术和装备的现状与发展

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摘要 煤矿巷道掘进作业是提高煤炭产量的关键，当前我国在这方面的技术和装备有了较大进步，有的方面达到了世界先进水平，未来要把掘锚一体化技术、多巷掘连续采煤技术作为发展和推广的重点，确保技术的及时更新，赶超世界先进国家的煤炭生产技术。

关键词 煤矿巷道；掘进技术和装备；现状；发展

中图分类号TD26 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）84-0083-02

井下作业是我国煤炭开采的主要形式，90%以上的原煤来自于井下，可见提高井下开采的效率对提高煤炭产量至关重要。在我国的重点煤矿中，综采机械化程度远远高于综掘机械化程度，采掘技术发展的不平衡制约了煤炭事业的发展。国内综采技术的迅猛发展大大增加了回采巷道的消耗，提高巷道掘进技术迫在眉睫，推动高效机械化掘进技术的发展成为了巷道掘进技术发展的必然。

1 我国煤矿巷道掘进技术和装备的现状

我国70%的煤矿掘进巷道是煤巷，所以煤巷掘进技术的研究和发展的重点。我国主要的煤巷掘进技术有：

1）煤巷综合机械化掘进

煤巷综合机械化掘进由悬臂式掘进机、转载机、可伸缩带式输送机（或刮板输送机）、单体锚杆钻机、通风除尘设备及供电系统等设备组成。我国的煤巷悬臂式掘进机始于上个世纪60年代的小功率掘进机，在80年代初期引进了AM50型和S-100型两种掘进机，通过对引进机型的研究和改进，大大推动了我国综掘机械化的进程。当前我国掘进机生产能力大幅度提升，年产量达到了1 000多台，机型达到20多种，系列产品已经能够满足我国煤矿发展的需要。

为了适应我国煤炭生产的特点，国内开发了具有国际先进水平的EBJ-120TP型掘进机，其优越的性能完全可以替代国外机型，目前已经有500台投入使用。这种新一代的煤巷掘进机，整体结构紧凑合理；矮小的机身降低了整个机体的重心，从而提高了稳定性；破岩能力强，适应多种巷道；液压马达的直接驱动提高了机械的性能，简化了机身结构；履带行走机构性能良好；带有工矿检测和故障诊断功能。此类机型的良好性能在煤炭生产中得到了充分的发挥，取得了日进尺72m的最好成绩，大大提高了巷道掘进的效率。

2）大断面煤巷连续采煤机高效掘进

连续采煤机是一种综合机械化掘采设备，可以同时进行大断面落煤、运送等作业，适用于矩形断面的双巷或多巷和短壁开采，是一种提高煤炭产量的重要设备。笔者从1979年开始，经历了从单机引进到成套连续采煤机的引进，到目前为止国内还不具备生产此种设备的能力，当前国内有万利公司、晋神公司、鲁能集团等几家煤炭企业使用着60多台连续采煤机。使用情况较好的是神东矿区，创下了平均每月掘进2 000m以上，在国内居首位。此外，在地质条件更为复杂的宁煤集团羊场湾，也出现了月进尺1 000m的不俗记录。从这些煤矿的生产情况来看，连续采煤机用于长壁工作面顺槽双巷及三巷掘进，可以实现高速度掘进，而且要比悬臂式掘进机每平米节省160元的成本。这种机械设备的缺陷是对煤层赋存条件要求高，无法单巷掘进，针对这些不足的改进研发工作正在进行。

3）掘锚一体化掘进

锚杆支护技术发展带动了掘锚一体化设备的开发和研制，世界主要采煤过在连续采煤机或悬臂式掘进机的基础上，生产出了更为高效的掘锚机组，可以同时完成掘进和支护作业，在我国，掘锚机组现有8台，处于试用阶段。共有两种机型，一种是ABM20掘锚机组，可以同时进行掘锚作业，第二种是12CM15-15DDVG掘锚机组，采煤时先截割后支护。晋城煤业集团曾在成庄矿四盘区4214巷道对一台ABM20掘锚机组进行试验，在断面为4.9m×3.3m巷道内试用三个月，进尺数逐月递增，最后达到了550m。2005年，山西鲁能电煤公司上榆泉煤矿使用ABM20型掘锚机创造了国内的最好记录，在断面17.5m2的巷道内月进尺1 388m。从上述情况来看，掘锚机组的试用情况还是取得了一定的成绩，但是，由于机体庞大，本身就提高了对巷道的要求，所以还需要进一步改进。

2 煤矿巷道掘进技术和装备的未来发展趋势

2.1 发展掘锚一体化技术

当前世界煤炭生产先进国家，如美国、澳大利亚都已经普及了掘锚一体化技术，它与连续采煤机和锚杆钻车循环换位作业相比，支护效果好，掘进速度快，适应性强。连续采煤机和锚杆钻机的结合情况确定了该机组的工作性能，1990年奥地利Voest Alpine公司首创了ABM20掘锚机组，后来经过各国的不断研发和改进，性能大大提高，出现了年进尺20 000m的惊人纪录。

掘锚一体化施工技术的优势于能提高锚杆支护效果，改善采掘环境，成巷速度可以提高65%，煤巷掘锚一体化必然是提高煤巷掘进速度的发展趋向，对提高矿井的效率和产量有重要意义，所以成为我国发展和推广的重点技术。在国内的研发过程中，要重点研究我国的地质结构特征，结合我国煤炭生产的特点来开发施工工艺，同时，掘锚机组、掘进机机载锚杆钻机等配到设备要同步研制。

2.2 大断面多巷掘连续采煤机的推广

连续采煤机多巷掘进是国外长期采用的一项成熟的技术，国内在工作面顺槽作业中也取得了较好的成绩，而且创造了多项国内最高进尺记录，是一项亟待推广的技术，目前我国的连续采煤机每年递增15台，从生产情况来看，仍需要大力推广。它采掘合一，是多巷道掘进的首先技术。对于开采深度小于500m的巷道，如果煤柱性能稳定，可以结合矿区的情况开展房柱式开采

2.3高效掘进配套技术发展趋势

2.3.1 配套机载除尘设备

在掘进工作面中，设备的除尘对于稳定设备的性能非常重要，我国采用的主要防尘技术是喷雾除尘，这种技术非常落后，不稳定，效果差，最好除尘率仅为60％～70％。现在国内和德国 CFT公司正在合作研发一种高效的除尘系统，除尘效率大大提高，最高达99.4％，达到了世界先进水平，适合了我国煤矿巷道的工作环境，是为来发展和应用的一项重要技术。

2.3.2 巷道掘进安全保障测试技术

井下作业安全最重要，对于复杂的地质环境要有随时的监控，地质条件的变化会降低掘进速度，影响安全生产。以后要以独头掘进巷道小构造等地质异常体的150m超前探测为发展方向，研发三维可视化的探测技术，提高探测结果的准确性和显示速度。

2.3.3 改进锚杆支护技术

锚杆支护技术在重点煤矿已经普及，在中小型煤矿中还需要大力推广和改进。锚杆支护技术的发展方向是地质力学测试与评估和动态信息技术，提高锚杆支护的整体性能。

3 结论

我国是煤炭生产和消耗的大国，巷道掘进技术和装备的先进程度之间影响着煤炭生产的效率和安全性能，为此，我们要紧跟世界的先进技术的发展方向，加快国内技术提高的步伐，让先进的技术和设备为煤炭生产发挥更大的作用。

参考文献

[1]胡铁林.煤矿巷道掘进技术发展预测[J].煤炭科学技术，2003（8）.

[2]张海山.煤矿锚杆支护技术的发展趋向[J].河北煤业，2009（8）.

[3]梅新雨.浅析掘锚一体机组的工作原理[J].山西煤炭，2009（6）.