摘要：我国煤炭开采的主要形式是井下作业，90%以上的原煤来自于井下，可以说提高井下开采的效率对提高煤炭产量是至关重要的。而在煤矿巷道的开采过程中需要解决复杂的地质问题，因此，必须选择相应的工艺和设备。随着科学技术的不断发展，我国的采掘设备与技术都取得了非常大的进展，并表现出良好的发展趋势，在提高生产效率的基础上实现了较高的经济效益。因此，推动高效机械化设备和掘进技术的发展成为了巷道掘进技术发展的历史必然。本文就此展开了论述，以供参阅。
关键词：煤矿；巷道掘进装备；关键技术；现状；展望
引言
煤矿的掘进设备和技术对煤矿生产至关重要。高质量的设备能够帮助煤矿在短时间内打通巷道，开展工作，节省时间，并且在掘进任务中，能够和掘进工作系统高度配合，比如，与运输设备、除尘系统、供电系统等高效合作，完成掘进任务量。而优良的掘进技术也是必不可少的，在掘进系统应该不断革新掘进技术，在掘进设备的制造中增加技术含量，利用技术来提升设备质量，改善设备运行状态。同时新技术的应用能够促进掘进设备的改良，也能为掘进工作做出更加科学的方向指导，利用技术来减少掘进工作中不必要的人力物力投入，节省时间，协调掘进工作系统的各个工作运行部分，增加掘进设备和系统运行的科学性、合理性，高质量完成掘进任务。所以，有必要分析掘进设备及其技术的现状，并预测该技术未来的走向，指导煤矿生产高效有序工作。
1现状
1）近年来相继开发出的中、重型掘进机，标志着我国掘进机研制开发水平进入国际先进行列，使国产掘进机可经济截割120MPa硬度的岩石，使用范围不断扩大，目前已推广到铁路、公路、水利建设等部门，并出口俄罗斯、伊朗等国。2）硬岩截齿研究达到了一定水平。采用42CrMo合金结构钢作为截齿体材料，截齿刀头选用/三高0硬质合金刀头（高纯钨粉、高温还原、高温炭化），改进成型工艺和合金制取工艺等技术措施，研制的截齿被应用于EBJ120TP型掘进机上，在平顶山煤业集团一矿进行的井下工业性试验中共掘进进尺792m，掘进断面13m2，其中岩巷进尺45m，半煤岩巷进尺40m，岩石普氏系数f=6~8，截齿共消耗5把，折合010006把/m3（实体）。采用新工艺研制的截齿具有高韧性、高耐磨性和高冲击性。研究成果表明，国产截齿的质量基本能达到进口截齿的水平，甚至可以完全替代进口截齿，使我国的硬岩截齿消耗达到国际先进水平。3）对高压水射流辅助截割技术进行了探索和尝试。由西安科技大学同俄罗斯图拉国立技术大学合作，航天晨光股份有限公司和煤炭科学研究总院上海分院参加，研制成功了ELMB-75C型振动式掘进机，现已批量生产。4）对掘进机遥控操作进行了研究。将PLC成功应用到部分掘进机电控系统中，在电控插件及故障诊断等方面取得了一定的成绩。煤炭科学研究总院太原分院与潞安矿业集团公司共同合作，研制出了可用于短壁开采的EBH/J132型掘进机。该机采用了本机、离机和遥控3种操作方式。其售价仅是进口连续采煤机的1/5，是我国现阶段替代连续采煤机较经济的一种短壁开采设备。
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2掘进技术装备发展展望和建议
1）建立掘进机整机实验室、截割刀具实验室等基础研究设施，深入进行截割技术基础理论的研究。2）新型硬岩截割技术。目前单向抗压强度100MPa以下软岩掘进通常采用WC镐形刀具进行破岩，镐形截齿破岩单刀力最大达到30kN，取得了良好的应用效果。当所掘岩石单向抗压强度大于100MPa时，碳化钨刀具磨损量急剧增大。为了适应硬岩截割，发展了采用盘形滚刀作为破岩工具的全断面掘进机，单刀推力超过220kN，截割断面最大直径达19m。但由于设备经济性价比等原因，全断面掘进机不适于煤矿巷道掘进。近年来，德国公司提出了底部截槽技术破硬岩新机理，既不同于悬臂式掘进机的钻削式和铣削式，也不同于盾构机正向切入的滚压式。钻进阶段盘形滚刀以一个角度（约10°）向前倾斜，剪切破碎岩石，因为它主要克服岩石相对较小的抗剪强度而非抗压强度，因此可以破碎坚硬的岩石，截割硬度达到200MPa，需要破碎岩石的能耗约为传统掘进机的1/2，生产速率达到25m3/min，是目前悬臂式掘进机3倍以上。由于该技术破岩硬度高，效率仅低于TBM全断面掘进机，硬岩巷道掘进具有很好的应用前景，将会对煤矿井下岩巷快速掘进提供新的思路。3）综掘工作面快速掘进成套技术及装备开发。系统研究掘进作业循环各工序的作业特点，提出掘、支、锚、运、探一体化施工工艺，研制机载锚杆钻臂系统、综掘工作面及时支护支架、高效掘进机及远程遥控操作系统，以实现综掘作业系统化集成。4）运行工况监测和智能控制技术研究。通过工况监测和智能决策技术的研究，针对不同性质岩石截割机理进行研究，建立以典型岩石截割工况特征库，开发自适应截割技术，以进一步提高掘进效率和设备可靠性。5）巷道高效机械化掘进技术是巷道掘进技术的发展方向，需加快高端掘进设备的研制，在掘支锚运一体化技术和硬岩截割技术方面取得突破，以解决煤矿当下采掘失衡的主要矛盾。
结束语
综上可知，在煤矿掘进工作中，使用的掘进设备及技术现状，清除了掘进技术的类型和每种技术适合使用的条件；了解了我国的掘进设备和外国设备之间的标准差距，而造成这种差距的就是我国采用的掘进技术还不成熟，技术缺陷大，漏洞多，所以造成了掘进设备被国外垄断的局面；另外我们也清楚了我国采用的掘进技术中的问题和难点，为了克服这些问题，我们应该继续大力研究综合掘进技术，促进掘进系统的各部分工作协调高效进行，要认识到连续采煤机在掘进工作中的独特优势，增加其在煤矿工作中的设备投入量和使用量，发展掘锚一体化，将两部分工作组合起来同步运行，优势互补，提高自动控制技术，利用网络来监控和指导掘进工作安全有序运行。同时，我们也要加强对国外设备和技术的钻研，分析其设备构成和技术要点，向国外技术人员学习，讨教经验，为我国的掘进工作提供更好的技术和设备。
参考文献：
[1]武德正，魏喜红.煤矿巷道掘进装备关键技术现状和发展趋势分析[J].山西能源学院学报.2018（01）
[2]郝建生.煤矿巷道掘进装备关键技术现状和展望[J].煤炭科学技术.2014（08）
[3]王俊龙.我国煤矿巷道掘进技术和装备的现状与发展[J].煤.2016（03）.
论文作者:吴喜昌
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/14
标签：技术论文; 巷道论文; 设备论文; 煤矿论文; 岩石论文; 掘进机论文; 工作论文; 《基层建设》2019年第8期论文;