一、掘进机械化的重要性
为保障煤矿开采产量增加、稳定有序地进行，在采掘工程作业面开采前做好延伸和矿井建设工作，以便于后续工作的顺利进行。掘进施工的质量、进度决定着煤矿的生产效益。尽管国内对煤炭的开采已取得了非常大的提升，但因机械化技术欠缺，还阻碍着国内煤炭的发展，严重的还迫使产量下降、煤炭停产。岩石巷道掘进作业在矿井开采中起着至关重要的作用，同时也占据着最大工程量，其工序主要由支护、破岩和装运组成，三者缺一不可，协调作用[3]。此作业过程，要同时确保掘进质量和掘进进度，对机械设备要求较高，以此来促进煤矿产量增加、稳定有序的发展。
二、掘进机械化施工的方式
1、以侧卸式为主。掘进机械化施工中，侧卸式装岩机的最大特点是在施工时可完成卸载，同时，机械化作业线在以侧卸式为主时，其与错车条件以及打眼范围液压钻车关系较密。
2、以耙斗式为主。掘进机械化施工煤矿岩石巷道中，对耙斗装岩机的使用比较常见，和其他作业线对比，有较为广泛的使用范围。其拥有一套独立的系统，有操作简单、使用范围大等优点。在机械化施工时，满足施工实际需要时，可以合理选择施工的工艺、劳动组织形式。同时可以自行调整巷道断面大小，还可非常方便地对设备及调车进行转载、支护。
3、以岩巷全断面式为主。掘进机械化施工中，岩巷全断面掘进机为联机组合，主要联机对象有喷雾防尘，临时转载及装岩等。岩巷全断面掘进机主要优点包括，较快作业速度、工序简单、可持续施工以及机械化强等。其主要缺点包括，使用成本较高、工艺复杂，在工程施工作业中，对巷道的岩石性质等都有较高的要求。
三、煤矿岩巷掘进技术
1、气腿式凿岩机配耙斗装岩作业。这是目前我国煤矿应用最多的岩巷掘进技术，优点主要体现在较高的掘进效率、高可靠性、高灵活性以及高性价比等方面。在实际的岩巷掘进过程中气腿式凿岩机配耙斗装岩作业受矿车调度的影响较为明显，但是实际的掘进率仍然比较高，且掘进工作面断面的形状和尺寸并不会影响到施工的进度，具有较高的灵活性，多台钻机同时作业在一定程度上提高了掘进的效率。除此之外，该技术的对于机械设备的要求较低，施工工艺较为简单，投资较小，因而受到了众多小型煤矿的青睐。但是该技术也存在一些显著的缺点，包括人工钻眼成本高，作业人员强度大;施工环境恶劣，存在较多安全隐患;人工钻孔的钻进率低等。
2、液压钻车配侧卸装岩机作业。全液压专车是该技术应用过程中最为重要的掘进设备，其中CMJ17 履带式的全液压钻车最为常见，为了确保岩巷掘进的效果可以配备ZCD60Ｒ履带式侧卸装岩机。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆全液压钻车相较于人工钻孔优势较为突出，钻车的双臂可以进行同时施工，效率较高，且液压车的能耗较低，施工时不会产生过大的噪音，为作业人员创造了更为良好的作业环境，同时降低了人工作业的强度，避免了人工钻孔误差的出现，确保了钻孔的质量。此外，全液压钻车的机身比较小，机动性和爬坡能力都比较出色，即使是在全断面下也可以进行作业，适用性广。快速掘进作业中采用的ZCD60Ｒ 履带式侧卸装岩机也可以在全断面下进行作业，全机械化的岩巷掘进避免了人工清岩，降低了作业人员的劳动强度。与此同时，侧卸装岩机可以装载大量的岩石，提高了岩巷掘进的效率。针对辅助材料的短距离运送可以借助背板、溜槽以及托板等工具来实现，在作业的过程中与地面之间产生的摩擦较小，确保了工作面的平整性，提高了作业的安全性。这种机械化掘进相较于第一种掘进技术，岩巷的掘进效率更高，液压钻车的钻凿速度可以达到气腿式凿岩机的三倍以上，且配套的卸装岩机的装卸效率要比普通的装岩机效率更高。利用该技术进行岩巷掘进时，作业人员不需要在工作面进行人工钻孔，提高了作业的安全性，保障了工作人员的生命安全，避免了断绳伤人等安全事故的出现。机械化的作业降低了人员的工作量和劳动强度，也减少了作业时间。此外，液压钻车对于炮眼方向性的控制更强，从而降低了光面爆破的难度。岩巷掘进所形成的断面形状较为规整，不再需要后续的处理。但是该技术也存在一些缺点，包括掘进速度过快临时支护难度较大、对机械设备的操作能力直接关系掘进效果等等。目前，该作业方式相配套的技术水平不够高，可选择的钻车、侧卸装岩机的品种也比较少，质量无法得到充分的保证，因而在我国进行推广的难度较大。
3、综掘法作业。综掘法岩巷掘进作业，需要利用悬臂式掘进机和梭车、带式输送机等机械设备进行综合的作业。这种掘进技术的掘进效率也比较高，且掘进过程中不会对周围的岩石产生过大的扰动，从而确保了较高的施工质量和较好的作业环境。该技术掘进的自动化水平较高，因而所需的作业人员数量较少，降低了人力成本的投入，目前我国已经有很多煤矿企业开始应用该技术进行岩巷的掘进。但是在实际的生产实践中，综掘法也存在一定的局限性。相较于液压钻车等设备，综掘法所需的机械设备体积和重量都比较大，增加了下井的难度，对于掘进断面较小的巷道无法使用该技术。此外，设备的使用对于周围环境的限制较大，只有在地质构造稳定且周围岩石岩性良好的巷道中才可以使用该技术，机械的适用性较差。机械设备掘进过程中会出现严重的截齿磨损，因而寿命较短，掘进成本也比较高。
4、发展方向。科学分析岩石巷道掘进情况煤矿挖掘机械主要分为全断面以及悬臂式掘进机两种，根据其施工原理合理进行区分使用。首先，全断面掘进机主要针对全岩隧道，且施工方法与施工条件均较为成熟才能进行使用，如隧道、涵洞等工程。虽然该种施工工艺使用效果较为显著，但由于技术的限制，并未能全面投入使用。其次，悬臂式掘进机的适用范围有煤与半煤岩巷掘进。为扩大该机械设备的使用范围，已将其功率提升至400kW 以上，且取得显著效果。
煤矿岩巷掘进机械化是煤炭能源发展的需要，更是减少煤矿安全事故、改善掘进工人健康安全作业条件与作业环境的需要。岩巷快速掘进技术关系到煤矿开采的效率，随着机械化的设备以及科学的掘进技术的运用，我国目前的岩巷掘进速度已经有了极大的提升。但是，岩巷掘进技术还与欧美国家存在着很大的差距。因此，我们应该结合实际的煤矿开采来优化岩巷掘进技术，提高岩巷掘进速度，进而提高煤矿开采的高效性以及安全性。
参考文献：
[1] 贾洪涛.浅谈煤矿岩巷掘进机械装备现状及发展方向[J].水力采煤与管道运输，2014，42：75~77.
[2] 姚晓峰.浅析煤矿岩石巷道掘进工程中矿山掘进机械化作业[J].科技致富向导，2015，53.
[3] 张炜，张东升，邵鹏.深部高应力岩巷快速钻爆施工技术[J].煤炭学报，2015，36（1）：43-48.
[4] 朱占虎.大断面岩巷钻车作业线快速掘进施工技术[J].煤炭科学技术，2016，35（9）：40-42.
论文作者:杨晓
论文发表刊物:《中国电气工程学报》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/24
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