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摘要：随着社会经济的高速发展，人们生活质量的不断提升，对于煤炭资源的需求也越来越多。因此煤矿企业也获得了高速发展，而煤矿的开采工作是一项高危工作，为了保障整个采煤工作的安全、可靠、高效，就需要借助综合机械化采煤设备与工艺，才能促使我们煤矿企业获得高速发展。本文针对煤矿综合机械化采煤设备与工艺进行了详细分析。
关键词：煤矿；综合机械化；采煤工艺；发展与应用
1 引言
我国地大物博，物产丰富，蕴藏着丰富的煤炭资源。但是另一方面，我国煤炭资源赋存的条件非常复杂。随着科技的进步，研究煤矿巷道掘进机的新技术、新装备极具迫切性和重要性，分析煤矿巷道掘进机的机械化发展，研究煤矿巷道掘进机的技术发展战略同样迫在眉睫。
2 综合机械化采煤的特点
煤矿开采的综合机械化应用在很大程度上改变了煤矿生产的批量化作业模式，使我国煤矿生产能力发生质的飞跃。随着近年来机械制造技术的不断提升，大量智能化机械设备应运而生，煤矿开采设备研发也日趋完善成熟，机械自动化技术被广泛应用于煤矿开采领域。通过研发制造先进的煤矿开采设备，煤矿开采作业水平得到大幅提升，并同时配建一大批现代化的煤矿工程。煤矿开采综合机械化即在煤矿开采过程中引入机械化作业，降低煤矿开采人工作业比率，增强煤矿批量开采效率，综合机械化煤矿开采主要表现出高效、安全、低能耗等特点。在煤矿开采过程中，通过将综合机械化运用到矿道掘进、作业面开采、煤炭运输等环节，大大提高煤矿开采的机械自动化作业效率，较低人工作业比例，使煤矿开采资源利用率得到明显提升，确保煤矿开采作业面的高生产能力。同时，高机械化作业相应减少煤矿生产的人工作业环节，使煤矿开采整体安全系数得到提升。另外，综合机械化的应用也有效降低了开采过程中的煤炭资源不合理损耗，对节约煤炭资源起到重要作用。
3 我国煤矿掘进机发展现状
3.1 爆破掘进
爆破掘进作业时，严格依据作业规程，根据断面大小、支护类型、地质情况，以及人员和设备情况来规划施工，强化管理与控制，保证支护的稳定性和人员的安全性，避免发生冒顶事故和顶板事故。爆破掘进作业技术主要包括三种，具体为钻爆法、光面爆破法、光爆和深孔爆破法。其中，光面爆破法是建立在破碎岩石基础上的一种掘进技术。光爆和深孔爆破法是一种新技术，能缩短工期，同时又能兼顾施工循环，提高煤矿开采的效率和质量。这一新技术的应用，对煤矿掘进事业的发展起到了积极的促进作用。
3.2 掘进机掘进
煤矿综合化掘进是近年来发展起来的一种高效掘进技术。掘进机在水平煤巷施工时，要根据作业规程中不同的破岩方式做好相应的顶板管理工作，保证煤层瓦斯不泄漏，并在掘进时使用雷管全面爆破。在特殊地质条件下，选择人工方式操作。掘进机机械施工过程中，应把握好空间尺寸，避免出现空顶作业的情况，以及冒顶事故。如今，掘进机机械化在煤矿掘进、开采作业中成为不可缺少的一个环节。
3.3 掘锚一体化掘进设备
掘锚一体化掘进设备是在悬臂式掘进机与连续采煤机的基础上研制的新型采煤掘进支护设备。掘锚一体化掘进设备中的ABM20掘锚机，在截煤的同时能安装锚杆，可实现平行作业。当然，此类产品仍在试验阶段，技术尚不成熟。
4 煤矿掘进机机械化应用与展望
4.1 乳化液泵站与移动变电站
乳化液泵站与移动变电站也是煤矿综合机械化采煤生产中不可缺少的设备之一。移动变电站的主要作用是在煤矿运输工作面不断移动时，为其时刻提供电源的变电站。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此就要根据实际的工作需求，如工作面强度在增加时，就要适当提高变电站的电压。乳化液泵站是煤矿综合机械化采煤生产中的重要组成设备，也是为液压支架和液压设备提供高压液体的设备。因此在煤矿运输工作面移动时，乳化液泵站也需要发生移动变化。
4.2 矿井提升机
煤矿井下作业应用机电一体化能够实现对升降机的自动化控制，尽量避免人工操作环节，通过机电数字化控制确保煤矿升降机平稳可靠地运转，内装型矿井升降机可以通过简化安装机械设备与电子元部件，有效融合电机设备和采煤机滚筒，使机电一体化在煤矿开采中得到很好的应用。机电数字化控制模式下的矿井升降机可以及时准确地反馈升降作业状况，并便于启动制动，升降机作业效率得到显著提高。
4.3 掘进臂上加装钻具
为了解决在机体上加装钻具的技术障碍，另一种方案是将钻具加装到掘进机悬臂上。在掘进机悬臂上加临时支护和钻眼设备是在掘进机悬臂不同位置实现反转收缩。典型的有加在掘进机悬臂中后部和加在掘进机悬臂最前端。在掘进机悬臂上的钻具需要2次闭锁，并移动掘进机悬臂，这种闭锁状态下反复解锁使得工作人员很难确定机器状态，反而给施工带来了障碍，同时由于没有临时支护，使得这种障碍带来的副作用远大于钻具带来的优点。带有临时支护的钻眼施工装置如图2所示，其具有较好的竞争优势。这主要是其同时安装了临时支护与永久支护装置，而且锚固机械化还能在2个方向的位置调整。但这种方案的弊端是在掘进机定位后不能一次完成所有顶板支护工作，需要在掘进机闭锁解锁过程中完成机位转换。另外，2台锚杆钻机间距大于锚杆间距就无法满足顶板中间锚杆的正常施工。
4.4 煤矿掘进机机械化展望
第一，机械化改进。(1)努力提高煤矿掘进机的适应性，通过发展特殊环境作业部分断面掘进机，使掘进机有更广的适应范围与更强的适应能力。同时，降低掘进机的质心，设计增宽履带结构。履带是煤矿掘进机与地面接触的重要部分，提高履带的适应性，设计不同结构的履带板，能更好地满足作业需求。此外，需要提高掘进机切割部分的切割能力。(2)应用设计良好的降尘技术，用于保证作业环境安全，以及工作人员的健康。(3)研发可靠性高且寿命长的新型煤矿掘进机，实现掘进机自截控制，提高我国的煤矿机电一体化水平，加快井下作业智能机械无人化作业的进程。第二，机械化发展路线。(1)重视煤矿掘进机的引进，选择最合适的机械设备，提高效率，促进发展。(2)积极鼓励研发人员研发新型煤矿掘进机，以生产为保证，提高对理论与实践的研究，生产出性能较高的工程机械设备，提高自动化水平。(3)运用整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全6S科学管理方式，建立完善的管理制度，来保证煤矿掘进机的正常运行。(4)积极加强国际合作、学术交流，不断提高技术人员的技术水平和专业知识。不断加大对煤矿巷道掘进技术的研究投入，提高科学技术意识，鼓励专业技术人员不断探索。
5 结束语
随着科技的进步，研究煤矿掘进机的新技术、新设备及机械化发展极具迫切性和重要性，巷道掘进设备机械化水平直接影响工程质量、工期及人员安全。笔者论述了煤矿掘进机机械化发展的重要性，对煤矿掘进机的机械化发展进行了展望，以供技术人员参考。
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论文作者:张晓明
论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/18
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