煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)(文件)
【正文】 井下生產(chǎn)需要和設(shè)計(jì)要求。煤礦使用的高效掘進(jìn)設(shè)備，如大功率重型掘進(jìn)機(jī)、連續(xù)采煤機(jī)、掘錨機(jī)組、四臂錨桿鉆車以及履帶式全液壓鉆車等幾乎被國外廠商（或合資）所占領(lǐng)，連續(xù)采煤機(jī)基本被美國JOY公司所壟斷，掘錨機(jī)組主要由奧地利奧鋼聯(lián)公司提供，四臂錨桿鉆車由澳大利亞約翰芬蕾公司控制。代表機(jī)型主要有太原分院研制的EBJ160、EBZ160TY和EBJ120TP型掘進(jìn)機(jī)，另外還有佳木斯煤機(jī)廠生產(chǎn)的S150、S200型掘進(jìn)機(jī)?？傮w參數(shù)縱軸式、橫軸式內(nèi)伸縮截割機(jī)構(gòu)真空熱處理，截割硬度f =8～10自動(dòng)控制技術(shù)外噴霧加機(jī)載除塵系統(tǒng)，除塵效果好人工操作我國對(duì)連續(xù)采煤機(jī)的開發(fā)工作起步較晚，同類產(chǎn)品長期空白，還有許多核心技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)研究?？傮w參數(shù)電機(jī)功率205kW液壓馬達(dá)或交流變頻，牽引功率230kW（AC）除塵方式從20世紀(jì)90年代，奧鋼聯(lián)采礦設(shè)備公司開發(fā)了ABM20掘錨機(jī)組并投入市場(chǎng)，到現(xiàn)在全世界范圍內(nèi)共有70多臺(tái)ABM20掘錨機(jī)組在使用。表5特點(diǎn)及適應(yīng)范圍適用于單巷掘進(jìn)，適應(yīng)范圍廣，有利于提高支護(hù)效率 適用于巷道斷面大的單巷掘進(jìn)，掘錨平行作業(yè)，掘進(jìn)速度快掘錨一體化技術(shù)的核心是掘錨機(jī)組，是連續(xù)采煤機(jī)和錨桿鉆機(jī)的有機(jī)結(jié)合。1992年英國Anderson公司研制出KBⅡ掘錨機(jī)組樣機(jī),結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與ABM20掘錨機(jī)組大體相當(dāng)。 掘錨機(jī)組主要技術(shù)參數(shù)KBII12BM18總功率/KW4374006062～～～～截割機(jī)構(gòu)形式可伸縮滾筒橫滾筒T形刮板機(jī)T形刮板機(jī)4222公司名稱久益波拉特澳、英等國應(yīng)用中取得良好的效果，在大斷面煤巷掘進(jìn)中年進(jìn)尺達(dá)15 000～20 000m。掘錨一體化施工技術(shù)在煤巷快速掘進(jìn)，提高錨桿支護(hù)效果以及改善作業(yè)環(huán)境等方面具有很大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。煤巷高效掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展掘錨一體化，要針對(duì)我國煤礦的地質(zhì)條件和施工工藝進(jìn)行研究，提供多種配套形式，如掘錨機(jī)組、掘進(jìn)機(jī)機(jī)載錨桿鉆機(jī)，同時(shí)要抓好配套設(shè)備的研制工作。國內(nèi)煤巷多項(xiàng)掘進(jìn)進(jìn)尺紀(jì)錄都是由連續(xù)采煤機(jī)來實(shí)現(xiàn)，連續(xù)采煤機(jī)在我國的使用數(shù)量以每年15臺(tái)左右遞增。大功率重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)是我國懸臂式掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展方向，具有重型化、大功率及自動(dòng)化的特點(diǎn)。目前，我國掘進(jìn)工作面采用的除塵方式主要是噴霧除塵，這種方式可靠性差、效果不理想，除塵效率最高只能達(dá)到60％～70％。重點(diǎn)發(fā)展獨(dú)頭掘進(jìn)巷道小構(gòu)造等地質(zhì)異常體的150m超前探測(cè)和探測(cè)結(jié)果的三維可視化快速顯示等技術(shù)。五、結(jié)語隨著現(xiàn)代化礦井的建設(shè)，生產(chǎn)集約化、設(shè)備成套化、隊(duì)伍專業(yè)化、信息自動(dòng)化是高產(chǎn)高效礦井發(fā)展的方向。采掘機(jī)械化程度的提高和高效礦井建設(shè)步伐的加快為高效掘進(jìn)技術(shù)與裝備的發(fā)展提供了良好機(jī)遇。1998年獲國務(wù)院政府特殊津貼，2000年被評(píng)為煤炭工業(yè)地質(zhì)勘探專業(yè)先進(jìn)科技工作者，2001年被評(píng)為陜西省有突出貢獻(xiàn)的專家。作者簡介：趙學(xué)社（1956），男，漢族，研究員，博士生導(dǎo)師，現(xiàn)任煤科總院太原研究院院長。煤炭工業(yè)“十一五”規(guī)劃指出，“十一五”期間大型煤礦采掘機(jī)械化程度達(dá)到95%以上，中型煤礦達(dá)到80%以上，小型煤礦機(jī)械化、半機(jī)械化程度達(dá)到40%。錨桿支護(hù)技術(shù)在我國重點(diǎn)礦區(qū)得到了廣泛應(yīng)用，今后重點(diǎn)推廣煤及半煤巖巷圍巖（煤）地質(zhì)力學(xué)測(cè)試與評(píng)估、動(dòng)態(tài)信息錨桿設(shè)計(jì)技術(shù)，完善錨桿支護(hù)技術(shù)。2）煤巷快速掘進(jìn)的地質(zhì)保障關(guān)鍵技術(shù)。全巖巷鉆爆法施工發(fā)展重點(diǎn)是發(fā)展履帶式全液壓錨桿鉆車，不斷提高整機(jī)性能，提高自動(dòng)化水平。連續(xù)采煤機(jī)多巷高效掘進(jìn)是目前高產(chǎn)高效工作面采掘準(zhǔn)備的優(yōu)選方式。 連續(xù)采煤機(jī)多巷掘進(jìn)是美、澳等主要采煤國家長期采用的掘進(jìn)技術(shù)，已成為高產(chǎn)高效工作面順槽主要掘進(jìn)方式。煤巷掘錨一體化代表了煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展方向，是高產(chǎn)高效礦井技術(shù)的重要組成部分。英國1992年對(duì)澳大利亞掘錨一體化應(yīng)用情況進(jìn)行考察后認(rèn)為，發(fā)展一次成巷的掘錨一體化作為煤巷掘進(jìn)的主要手段在英國勢(shì)在必行。掘錨一體化施工工藝適合于頂板條件不太好的單巷及雙巷掘進(jìn)。久益安德森2044頂板錨桿鉆機(jī)/臺(tái)T形刮板機(jī)星輪可伸縮滾筒可伸縮滾筒～～～截割高度/m6570417500E23012CM20技術(shù)參數(shù)國外具有代表性的掘錨機(jī)組技術(shù)參數(shù)見表6。該機(jī)安裝4臺(tái)頂板錨桿鉆機(jī)和2臺(tái)幫錨桿鉆機(jī)及臨時(shí)支護(hù)裝置。四、煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)（一）煤巷高效掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)美國、澳大利亞、英國等主要產(chǎn)煤國家目前廣泛采用掘錨一體化技術(shù)，即通過掘錨機(jī)組實(shí)現(xiàn)掘錨平行作業(yè)。適用于巷道條件較好的大斷面雙巷或多巷掘進(jìn)，掘錨交叉作業(yè)，掘進(jìn)速度快適用于單巷掘進(jìn)，適應(yīng)范圍廣，掘錨不能平行作業(yè)煤巷掘進(jìn)速度直接影響著采掘接替，礦井掘進(jìn)工作面中煤巷掘進(jìn)面所占比重最大，投入的設(shè)備最多，最先進(jìn)。掘錨機(jī)組是當(dāng)今世界上代表高效掘進(jìn)設(shè)備的最高技術(shù)水平，采用了許多新技術(shù)、新材料、新工藝，其研制開發(fā)的重點(diǎn)技術(shù)就是要解決如何實(shí)現(xiàn)掘錨平行作業(yè)問題。外噴霧加機(jī)載除塵系統(tǒng)，需要進(jìn)口機(jī)載除塵系統(tǒng)采用溫度監(jiān)測(cè)傳感器，控制臺(tái)具有溫度和超溫報(bào)警斷電功能牽引方式截割功率2170kW，裝機(jī)總功率580kW，機(jī)重60t，生產(chǎn)能力27t/min國外表4連續(xù)采煤機(jī)是美國JOY公司首創(chuàng)的，是世界上使用連續(xù)采煤機(jī)數(shù)量最多的國家，目前在用數(shù)量大約為1600臺(tái)。潤滑方式尚屬空白變量泵，壓力25MPa截齒焊接工藝截割功率200kW，裝機(jī)總功率290kW，機(jī)重60t，國外表3 國產(chǎn)重型掘進(jìn)設(shè)備在設(shè)計(jì)制造、加工工藝、自動(dòng)化技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)等方面同國際先進(jìn)水平存在較大差距。CMM254型四臂錨桿鉆車樣機(jī)從2005年8月27日到11月27日在中國神華能源股份公司神東煤炭分公司補(bǔ)連塔煤礦井下進(jìn)行了歷時(shí)3個(gè)月的井下工業(yè)性試驗(yàn)。如圖3所示。錨桿鉆機(jī)按結(jié)構(gòu)形式可分為單體式和鉆車式兩類，鉆車式又分為履帶式和膠輪式；按鉆機(jī)破巖方式可分為旋轉(zhuǎn)式、沖擊式和沖擊旋轉(zhuǎn)式；按鉆機(jī)動(dòng)力形式可分為液壓、電動(dòng)及風(fēng)動(dòng)式。從薄及中厚煤層回采巷道，到綜采放頂煤工作面沿煤層底板掘進(jìn)的全煤巷道；從頂板比較穩(wěn)定的煤巷，到復(fù)合、破碎頂板巷道，從實(shí)體煤巷，到沿空掘巷，從小斷面巷道到大斷面開切眼，錨桿支護(hù)的使用范圍越來越廣，為礦井實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效創(chuàng)造了良好條件。近年來，煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)發(fā)展極為迅速。試驗(yàn)反映配備
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