【文章內(nèi)容簡介】 汶礦業(yè)集團公司經(jīng)對比分析，認為 AHM105 型掘進機比較適應(yīng)復(fù)雜的地質(zhì)條件，于 2021 年引進 1 臺。 AHM105 現(xiàn)在用于龍固礦北區(qū)輔助運輸大巷的掘進，該巷道為全巖巷道，巷道斷面，凈寬 ,凈高 m。 AHM105 掘進機是從 2021 年 10月開始使用，三個月累計進尺 240m，消耗截齒 35 把，最高日進尺 6m，曾實現(xiàn)15d 進尺 90m。截割最硬的巖石為細砂巖，硬度為 f＝ 10 左右，日進尺 。試驗反映機器的穩(wěn)定性好，故障點少，遙控器的使用給操作帶來了方便，但存在拱形巷 道成型比較困難和濕式除塵器使用效果不好等問題。 巖巷機械化高效掘進也是淮南礦業(yè)集團巖巷掘進面臨的技術(shù) 瓶頸 問題，通過調(diào)研、論證，提出了引進巖巷掘進機的技術(shù)方案。 MK3 型重型掘進機是由英國多斯科公司生產(chǎn)制造，具備巖巷掘進月進尺 300m 以上的能力。目前該機正在潘二礦進行試驗，掘進巷道為半圓拱形，斷面 ，全巖巷道，巖石為石英砂、鈣質(zhì)砂巖，硬度系數(shù) f＝ 4～ 5。使用兩個半月，累計進尺 300m，最高月進尺 180m，截齒消耗 把 /m，其中含有一段長 10m 左右，夾有 4m 厚的白砂巖，巖石硬度 f＝ 。 試驗反映配備的斷面顯示功能對巷道超挖控制較為實用，但鏟板前伸功能作用不突出，掘進面降塵效果不好。 雖然全巖巷重型懸臂式掘進機在我國煤礦的應(yīng)用還處于試驗階段，但代表了巖巷掘進技術(shù)的發(fā)展方向。 （九） 煤礦錨桿支護技術(shù) 巷道支護技術(shù)是煤炭開采中的一項關(guān)鍵技術(shù)。安全、合理、有效的巷道支護是保證礦井實現(xiàn)高產(chǎn)高效的必要條件。近年來，煤巷錨桿支護技術(shù)發(fā)展極為迅速。 第 12 頁 由于這種支護方式具有支護效果好、成本低等諸多特點，它的廣泛采用給煤礦企業(yè)帶來巨大的技術(shù)經(jīng)濟效益。錨桿支護已經(jīng)成為巷道支護的一個主要發(fā)展方向。 目前，錨桿支護技術(shù) 已在我國高產(chǎn)高效礦井中得到了廣泛應(yīng)用。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，錨桿支護的使用范圍越來越廣，為礦井實現(xiàn)高產(chǎn)高效創(chuàng)造了良好條件。我國錨桿支護技術(shù)已形成了成套技術(shù)，包括：巷道圍巖地質(zhì)力學(xué)測試技術(shù)；錨桿支護動態(tài)信息設(shè)計；高強度錨桿支護材料、樹脂錨固劑、 W 鋼帶及其軋制技術(shù)、特種錨桿與錨索支護技術(shù)；錨桿支護施工機具；錨桿支護監(jiān)測儀器與技術(shù)。 在錨桿支護技術(shù)中施工機具起著非常重要的 作用，它直接影響錨桿施工質(zhì)量和施工速度。錨桿鉆機按結(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；按鉆機破巖方式可分為旋轉(zhuǎn)式、沖擊式和沖擊旋轉(zhuǎn)式；按鉆機動力形式可分為液壓、電動及風(fēng)動式。目前我國煤礦綜掘巷道錨桿鉆機以便攜式單體錨桿機為主，連續(xù)采煤機掘進巷道以履帶式錨桿鉆車為主。從現(xiàn)場使用情況分析，風(fēng)動單體錨桿機使用量大，應(yīng)用范圍廣，經(jīng)過近年來的提高和完善，可靠性和使用壽命都有所提高。與連續(xù)采煤機配套的 CMM254 型四臂錨桿鉆車煤科總院太原研究院已研制成功。 CMM254 型四臂錨桿鉆車樣機從 2021 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連塔煤礦井下進行了歷時 3 個月的井下工業(yè)性試驗。共打錨桿 14 400 根，日最高記錄 384 根，班最高記錄 140 根，最高小時錨桿數(shù) 72 根。實踐證明，整機及部件各項性能指標(biāo)完全能夠滿足井下生產(chǎn)需要和設(shè)計要求。其中行走系統(tǒng)、錨鉆系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)性能優(yōu)于引進機型。 二、 煤巷機械化掘進高效作業(yè)線 煤巷是煤礦掘進量最大的巷道，高效綜采工作面的快速推進，每年要消耗大量的煤巷。煤巷掘進速度直接影響著采掘接替，礦井掘進工作面中煤巷掘進面所占比重最大， 投入的設(shè)備最多，最先進。 第 13 頁 三、 煤礦高效掘進技術(shù)發(fā)展趨勢 （一） 發(fā)展掘錨一體化技術(shù) 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)，即通過掘錨機組實現(xiàn)掘錨平行作業(yè)。同連續(xù)采煤機和錨桿鉆車交叉換位施工相比，掘錨一體化適用范圍更廣，支護效果、掘進工效也有進一步改善，因而引起世界采礦界的廣泛關(guān)注，被譽為煤巷掘進的一次技術(shù)革命。掘錨一體化技術(shù)的核心是掘錨機組，是連續(xù)采煤機和錨桿鉆機的有機結(jié)合。 1990 年奧地利 Voest Alpine 公司根據(jù)澳大利亞煤礦的經(jīng)驗和需要，研究開發(fā)出 ABM20 掘錨機組，主副機架 能夠相對滑動，解決了掘錨平行作業(yè)問題。該機安裝 4 臺頂板錨桿鉆機和 2 臺幫錨桿鉆機及臨時支護裝置。 1992 年改型為 ABM30 掘錨機組，將截割和裝運機構(gòu)能力加大，減少錨桿鉆機臺數(shù)。 1992 年英國 Anderson 公司研制出 KBⅡ掘錨機組樣機 ,結(jié)構(gòu)特點與 ABM20 掘錨機組大體相當(dāng)。比較有代表性的機型有 Voest Alpine ABM20； Anderson KBⅡ； JOY 12CM1515DDVG、 12BM18。 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。掘錨機組在國外已經(jīng)成熟并能得到廣泛應(yīng)用，全世界現(xiàn) 在有 130 多臺掘錨機組（包括安裝有錨桿鉆機的連續(xù)采煤機）在使用。澳、英等國應(yīng)用中取得良好的效果，在大斷面煤巷掘進中年進尺達 15 000～ 20 000m。如澳大利亞長壁工作面順槽 80%以上采用掘錨一體化施工。英國 1992 年對澳大利亞掘錨一體化應(yīng)用情況進行考察后認為，發(fā)展一次成巷的掘錨一體化作為煤巷掘進的主要手段在英國勢在必行。目前幾種主要的掘錨機組在英國得到了應(yīng)用，使用臺數(shù)為 14 臺。 掘錨一體化施工技術(shù)在煤巷快速掘進，提高錨桿支護效果以及改善作業(yè)環(huán)境等方面具有很大的技術(shù)優(yōu)勢。采用掘錨一體化施工，成巷速度可提高 65%以上，掘錨一體化施工循環(huán)時間一般在 30min 以內(nèi) ,正常情況下日進尺為 40～ 50m，月進 1 000～ 1 200m；采用掘錨一體化施工，錨桿在頂板暴露后及時安裝，使錨桿支護質(zhì)量大幅度提高，支護效果顯著改善；采用掘錨機組施工巷道成型好且能夠改善錨桿支護作業(yè)環(huán)境和安全。 煤巷掘錨一體化代表了煤巷快速掘進技術(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。掘錨一體化施工技術(shù)優(yōu)勢明顯，在我國有廣泛的應(yīng)用前景。煤巷高效掘進技術(shù)應(yīng)重點發(fā)展掘錨一體化，要針對我國煤礦的地質(zhì)條件和施工工藝 第 14 頁 進行研究，提供多種配套形式，如掘錨機 組、掘進機機載錨桿鉆機，同時要抓好配套設(shè)備的研制工作。 （二） 大斷面多巷掘進推廣使用連續(xù)采煤機 連續(xù)采煤機多巷掘進是美、澳等主要采煤國家長期采用的掘進技術(shù)，已成為高產(chǎn)高效工作面順槽主要掘進方式。我國神東公司及晉城煤業(yè)集團寺河礦采用連續(xù)采煤機掘進工作面順槽，取得了較好的效果。國內(nèi)煤巷多項掘進進尺紀(jì)錄都是由連續(xù)采煤機來實現(xiàn)，連續(xù)采煤機在我國的使用數(shù)量以每年 15 臺左右遞增。連續(xù)采煤機煤巷掘進的優(yōu)點突出，采掘合一，掘進速度快。連續(xù)采煤機多巷高效掘進是目前高產(chǎn)高效工作面采掘準(zhǔn)備的優(yōu)選方式。 （三） 半煤巖及全巖巷高 效掘進技術(shù)發(fā)展趨勢 我國煤礦半煤巖及全巖巷高效掘進技術(shù)是以發(fā)展大功率重型懸臂式掘進機為主，采用重型懸臂式掘進機實現(xiàn)高效掘進。大功率重型懸臂式掘進機是我國懸臂式掘進機的發(fā)展方向，具有重型化、大功率及自動化的特點。懸臂式掘進機切割功率在不斷加大，縱軸式截割頭功率達 250kW，橫軸式截割頭功率達 350kW，可切割 100～ 120MPa 的巖石；廣泛采用新技術(shù)、新工藝，提高整機自動化水平，如整機遙控技術(shù)、推進方向監(jiān)控、切割電機功率自動調(diào)節(jié)、截割路徑循環(huán)程控、切割斷面輪廓尺寸監(jiān)控及工況檢測和故障診斷等；進一步優(yōu)化截割、裝 載、行走等結(jié)構(gòu)形式，探索新型截割方式，拓寬掘進機應(yīng)用范圍。 全巖巷鉆爆法施工發(fā)展重點是發(fā)展履帶式全液壓錨桿鉆車，不斷提高整機性能，提高自動化水平。 （四） 高效掘進配套技術(shù)發(fā)展趨勢 1）掘進工作面配套機載除塵設(shè)備。目前，我國掘進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到60％～ 70％。為了改善掘進工作面環(huán)境，太原研究院與德國 CFT 公司共同研制開發(fā)了一套適合中國國情的掘進工作面高效除塵系統(tǒng)，該系統(tǒng)的除塵效率可達到％，除塵技術(shù)達到國際先進水平，這種掘進工作面高 效除塵系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景，是掘進工作面配套機載除塵設(shè)備的發(fā)展方向。 第 15 頁 2）煤巷快速掘進的地質(zhì)保障關(guān)鍵技術(shù)。煤巷施工中經(jīng)常要遇到地質(zhì)條件的變化，影響了掘進速度。重點發(fā)展獨頭掘進巷道小構(gòu)造等地質(zhì)異常體的 150m 超前探測和探測結(jié)果的三維可視化快速顯示等技術(shù)。 3）全面推廣錨桿支護技術(shù)。錨桿支護技術(shù)在我國重點礦區(qū)得到了廣泛應(yīng)用，今后重點推廣煤及半煤巖巷圍巖（煤）地質(zhì)力學(xué)測試與評估、動態(tài)信息錨桿設(shè)計技術(shù)，完善錨桿支護技術(shù)。 四、 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、隊伍專業(yè)化、信息自動化是高產(chǎn)高效礦井 發(fā)展的方向。生產(chǎn)集約化、設(shè)備成套化需要大功率、重型、高性能的采掘設(shè)備。煤炭工業(yè)“十二五”規(guī)劃指出，“十二五”期間 大型煤礦采掘機械化程度達到 95%以上，中型煤礦達到 80%以上，小型煤礦機械化、半機械化程度達到 40%。安全高效煤礦數(shù)量達到 380 個，產(chǎn)量占全國的 45%，其中千萬噸級煤礦達到 25 個。采掘機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技術(shù)與裝備的發(fā)展提供了良好機遇。 參 考 文 獻 1．國家煤礦安全監(jiān)察局 煤礦安全規(guī)程 煤炭工業(yè)出版社 2021 王顯政 .煤礦安全新技術(shù) [M].北京：煤 炭工業(yè)出版社， 2021. 現(xiàn)代煤礦安全管理 煤炭工業(yè)出版社 4．陶昆 王向陽 煤礦地質(zhì) 中國礦業(yè)大學(xué)出版社 錢鳴高，劉聽成 礦山壓力及其控制 煤炭工業(yè)出版社， (35) 第 16 頁 第 17 頁 We are floating on top of a frozen margarita. That39。s how our shipboard naturalist John Fonseca describes the slushy ice that the Silver Explorer is plowing through as we enter Greenland39。s Prince Christian Sound, named after a longago D