1、煤矿巷道掘进技术现状及发展煤矿巷道掘进技术现状及发展 摘 要:众所周知,巷道掘进是煤矿开采的重要环节。在这里我们探讨一下 巷道掘进的有关技术,旨在增进对掘进技术的认识,加强我们的采矿专业的专业 素养。 关键词:掘进技术 矿山巷道 掘进 发展 在我国的自然资源中,基本特点是富煤、贫油、少气,这就决定了煤炭在一 次能源中的地位。我国煤炭资源总量为 5.6 万亿吨,其中已探明储量 1 万亿吨, 占世界总储量的 11.60%。我国煤层赋存条件复杂,呈现多样性,煤层厚度从零 点几米到几十米之间变化,为了开采煤炭,需要开掘大量的煤岩巷道。掘进和回 采是煤矿生产的重要生产环节, 采掘技术及其装备水平直接关系
2、到煤矿生产的能 力和安全。高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件,也 是巷道掘进技术的发展方向。 巷道掘进技术巷道掘进技术 20 世纪 80 年代以来,我国对矿井设计进行了改革,取消了岩石集中巷布置 方式,将开拓巷道和采准巷道布置在煤层中,增加了煤巷在井巷工程中的比例。 目前,煤矿掘进巷道中大量的是煤巷,约占总掘进巷道工程量的 70左右。 我国煤巷高效掘进方式主要有 3 种:第 1 种是悬臂式掘进机与单体锚杆钻机 配套作业线, 也称为煤巷综合机械化掘进, 在我国国有重点煤矿得到了广泛应用, 主要掘进机械为悬臂式掘进机,它适应范围广;第 2 种是连续采煤机与锚杆钻车 配套作业线
3、,在我国神东、万利等矿区及鄂尔多斯地区进行了推广应用,主要掘 进机械为连续采煤机,它需要多巷掘进,交叉换位施工;第 3 种是掘锚机组掘锚 一体化掘进,仅在一些矿区进行了使用,目前处于试验阶段。 1.煤巷综合机械化掘进 煤巷综合机械化掘进由悬臂式掘进机、转载机、可伸缩带式输送机(或刮板 输送机)、单体锚杆钻机、通风除尘设备及供电系统等设备组成。悬臂式掘进机 是煤巷综合机械化掘进的关键设备, 掘进机的性能对于提高掘进工效和掘进进尺 具有重要作用。 我国煤巷悬臂式掘进机的研制和应用始于 20 世纪 60 年代, 以 3050kW 的小 功率掘进机为主,研究开发和生产使用都处于试验阶段。80 年代初期
4、,为适应 煤矿机械化生产发展的需要,我国引进了 AM50 型、S-100 型掘进机两种为代表 的机型,对发展我国综掘机械化起到了推动作用。同时,国内加强对引进机型的 消化吸收工作, 积极研制开发了适合我国地质条件和生产工艺的综合机械化掘进 装备。经过近 30 年的消化吸收和自主研发,目前,我国已形成年产 1000 余台的 掘进机加工制造能力,研制生产了 20 多种型号的掘进机,初步形成系列化产品, 基本能够满足国内市场的需求。 AM50 型、S-100 型掘进机均为国外 20 世纪 70 年代的产品,设备功率小、机 重轻、破岩能力低及可靠性差,仅适合在条件较好的煤巷中使用。近年来,我国 相继开
5、发了以 EBJ-120TP 型掘进机为代表的替代机型, 在整体技术性能方面达到 了国际先进水平,正在推广应用。EBJ-120TP 型掘进机于 2002 年通过了中国煤 炭工业协会组织的鉴定,2003 年获中国煤炭工业科技进步特等奖,2004 年获国 家科技进步二等奖,目前已应用 500 多台。 我国研制的新一代煤巷掘进机具有以下技术特点: 1)整机结构紧凑、设计合理; 2)机身矮、重心低、工作稳定性好; 3)生产能力大、破岩能力强、适应性好; 4)采用液压马达直接驱动装载机构,结构简单,工作稳定,可靠性高,减少 了维护量; 5)采用无支重轮履带行走机构和履带导向轮黄油缸张紧装置,提高了履带行
6、走机构的可靠性; 6) 液压系统简单可靠,增设了自动加油装置,提高了液压系统的可靠性; 7) 电气系统采用了 PLC 控制,具有工矿检测和故障诊断功能。 近几年,国产掘进机在煤巷掘进中取得了较好的成绩,实际年进尺可达 6 0008 000m,基本满足了煤巷高效掘进的需要。2004 年潞安矿业集团常村煤矿 综掘一队采用 EBJ-120TP型掘进机, 在大断面煤巷掘进中创月进680m的好成绩。 2005 年金峰集团寸草塔煤矿使用 EBJ-120TP 型掘进机最高日进尺为 72m,月进尺 905m。2005 年鄂尔多斯宏景塔矿使用 EBJ-120TP 型掘进机日进尺达到了 40m。 悬臂式掘进机在我国重点煤矿已普遍使用,发挥了重要作用。但由于是单巷 掘进,且采用单体锚杆进行锚杆支护,掘进和支护不能平行作业,影响了掘进速 度的进一步提高。 2.大断面煤巷连续采煤机高效掘进 连续采煤机是一种具有较大截割宽度的集落煤、装运及行走为一体的综合机 械化掘采设备,在国外广泛应用于矩形断面的双巷或多巷快速掘进,以及短壁开 采,已成为现代高产高效矿井的重要设备。我国引进连续采煤机始于 1979 年,