煤礦掘進(jìn)機(jī)械作業(yè)線的分析與應(yīng)用研究

張常青

(中國煤炭科工集團(tuán)太原研究院，山西 太原 030006)

一、目前我國煤礦掘進(jìn)機(jī)械具體的使用情況

我國煤礦資源豐富，其煤礦資源總量位居世界首位。同時(shí)煤炭資源是我國主要的能源之一，是推動(dòng)我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)向前發(fā)展的源動(dòng)力。在對(duì)煤礦進(jìn)行開采的方面，盡管在某些方面（煤礦掘進(jìn)）的科技技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了國際水平。但是仍然受到很多技術(shù)難題的困擾。比如說：煤礦掘進(jìn)機(jī)械的作業(yè)速度一直得不到有效提高，這是我國煤礦領(lǐng)域中最棘手的問題之一。我國的煤礦巖層厚度大都在F6以上，情況復(fù)雜的巖層地段甚至處在F12 以上。巖層的厚度太厚，對(duì)煤礦的開采很不利，如果機(jī)械設(shè)備的功率達(dá)不到相應(yīng)條件，就會(huì)對(duì)機(jī)械造成嚴(yán)重?fù)p害。我國的煤礦大多深埋地下，機(jī)械長時(shí)間處在高強(qiáng)度的運(yùn)作的時(shí)候，很容易出現(xiàn)故障。而且受環(huán)境的條件限制，維修起來很不方便。

二、煤礦機(jī)械化作業(yè)線的設(shè)備基本狀況

2.1.掘進(jìn)機(jī)的配套設(shè)備配置

煤礦開采過程當(dāng)中，僅僅只具有掘進(jìn)設(shè)備是肯定不行的，還必須要有配套設(shè)備進(jìn)行輔助開采。如此，才能保證掘進(jìn)機(jī)高效的完成作業(yè)任務(wù)。煤礦運(yùn)輸機(jī)是設(shè)備中不可缺少的機(jī)械部分。從國內(nèi)目前的情況來看，普遍采用的是機(jī)型為DSJ－80／800 煤礦運(yùn)輸機(jī)，這種運(yùn)輸機(jī)能完成每小時(shí)近400 噸的煤礦任務(wù)量，而且運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸皮帶都是具有伸縮功能，可以保證在使用的時(shí)候不會(huì)斷裂。運(yùn)輸?shù)沫h(huán)節(jié)通由三個(gè)環(huán)節(jié)組成，最先是經(jīng)由液壓馬達(dá)帶動(dòng)星輪裝載機(jī)構(gòu)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，將掘出的煤礦送入第一運(yùn)行環(huán)節(jié)--雙鏈?zhǔn)焦伟暹\(yùn)輸機(jī)上，然后再輸送到另行配置的第二個(gè)運(yùn)輸機(jī)上，接著就是送到可伸縮的皮帶上，最后經(jīng)用皮帶經(jīng)巷道將煤礦直接傳送到煤礦的儲(chǔ)備中心。這些環(huán)節(jié)是一個(gè)有序的整體，每一種機(jī)械的使用都必須保持在正常的運(yùn)行狀態(tài)之中。萬一其中的一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)事故，都會(huì)迫使給整個(gè)掘進(jìn)工作所有環(huán)節(jié)停止工作。所以，在掘進(jìn)工作開展之前一定要事先對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的配套設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)的檢查。

可能有很多實(shí)力稍弱的煤礦開采公司不具備以上的配套設(shè)備或者受煤礦開采地質(zhì)環(huán)境的限制之前設(shè)備無法使用，只能用礦車對(duì)挖掘出來的煤礦進(jìn)行運(yùn)輸。這種運(yùn)輸?shù)姆绞綄?duì)軌道鋪設(shè)要求很高。比如說：軌道的坡度設(shè)計(jì)必須精準(zhǔn)，軌道轉(zhuǎn)彎的半徑必須符合設(shè)計(jì)規(guī)范等等。高速度的掘進(jìn)機(jī)一旦運(yùn)轉(zhuǎn)，后面的礦車根本就跟不上掘進(jìn)的進(jìn)度,不能及時(shí)將煤礦運(yùn)輸出去。所以，一定程度上限制了煤礦的開采。為了有效解決這一方面的問題，也有一部分的煤礦企業(yè)直接采用牽引為XK12 型的電車，牽引SSDB 型號(hào)的梭形礦車進(jìn)行煤礦運(yùn)輸。這種礦車的載重量一般在28-40 噸之間。盡管如此，仍然存在很多弊端。

2.3.對(duì)煤礦機(jī)械化掘進(jìn)效率造成影響的各方面因素

2.3.1.生產(chǎn)設(shè)備的質(zhì)量問題

機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)質(zhì)量問題的原因有兩點(diǎn)，一是原本機(jī)械就沒有達(dá)到生產(chǎn)時(shí)的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)械零部件存在質(zhì)量不合格的情況?；蛘呤菣C(jī)械在組裝的時(shí)候沒有按照廠家的組裝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行組裝。一般掘進(jìn)機(jī)械在運(yùn)送到煤礦生產(chǎn)區(qū)的時(shí)候都需要將設(shè)備進(jìn)行拆分。待運(yùn)達(dá)指定地點(diǎn)的時(shí)候再將設(shè)備組成整體的機(jī)型。對(duì)這種大型掘進(jìn)機(jī)而言，其中的液壓系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，組裝的時(shí)候只要稍有疏忽就會(huì)將系統(tǒng)能錯(cuò)，導(dǎo)致機(jī)械無法正常的運(yùn)作。所以，組裝人員一定要認(rèn)真仔細(xì)的檢查機(jī)械的每一個(gè)部位，嚴(yán)格按照相關(guān)的組裝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行組裝。二是，機(jī)械出現(xiàn)故障以后，相關(guān)的維修工作人員只是按照自己的方式對(duì)機(jī)器進(jìn)行維修，不安維修操作規(guī)程進(jìn)行操作。具體體現(xiàn)在：定期對(duì)機(jī)器的保養(yǎng)工作不落實(shí)或者是落實(shí)不到位，應(yīng)該更換液壓油時(shí)為了省事，干脆不更換，不根據(jù)地質(zhì)情況盲目采用截割方式進(jìn)行施工等等。

2.3.2.操作人員的培訓(xùn)

使用掘進(jìn)機(jī)械進(jìn)行煤礦開采，還需要具有相關(guān)的技術(shù)型人才。這種機(jī)械科技含量很高，使用人員必須具備豐富的技術(shù)知識(shí)，加上很多技術(shù)都是直接從國外引進(jìn)，所以還需要及時(shí)加強(qiáng)對(duì)使用人員的在這方面的培訓(xùn)工作。通常情況下，生產(chǎn)廠家對(duì)人員的培訓(xùn)時(shí)間都很短，所以工作人員接受到的技術(shù)知識(shí)也很有限。如果在使用中出現(xiàn)問題，工作人員僅憑培訓(xùn)期間掌握的一點(diǎn)有限知識(shí)是根本無法對(duì)機(jī)械進(jìn)行檢修的。要想工作人員能自行解決這方面問題，還需要工作不提高自身修為，充分了解機(jī)械的各個(gè)環(huán)節(jié)和工作原理。對(duì)新上機(jī)的工作人員，還需要經(jīng)驗(yàn)豐富的員工多多對(duì)其進(jìn)行指導(dǎo)，提高操作技術(shù)。

2.3.3.頂板支護(hù)的原因

掘進(jìn)的同時(shí)，千萬不能忽略煤礦開采的安全問題。搞好頂板支護(hù)工作必不可少。環(huán)境不同，所處的煤礦地質(zhì)條件也會(huì)不一樣，以南北煤礦工作面情況進(jìn)行比較，北方的地質(zhì)結(jié)構(gòu)單一，頂板一般比較穩(wěn)定，而且斷層情況出現(xiàn)也相對(duì)較少，機(jī)械在掘進(jìn)時(shí)建立支護(hù)的距離間隔可以遠(yuǎn)一點(diǎn)。南方情況恰恰相反，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，頂板不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)破碎和斷層。所以，每個(gè)一小段距離就必須建立起相應(yīng)的支護(hù)設(shè)施，才能保證施工的安全。

三.我國煤礦掘進(jìn)機(jī)械化作業(yè)線運(yùn)用的主要形式

3.1.綜合掘進(jìn)機(jī)+皮帶輸送機(jī)+礦車出渣

這種掘進(jìn)方式不用對(duì)巖石進(jìn)行爆破就可以直接截割巖層。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)對(duì)圍巖造成破壞，對(duì)煤礦頂板穩(wěn)定性影響比較小，而且還能保證連續(xù)出渣。但是采用這種方式進(jìn)行掘進(jìn)，不利的地方是，掘進(jìn)的機(jī)械設(shè)備太大。對(duì)掘進(jìn)環(huán)境的要求很高，不方便在井下進(jìn)行施工。加上掘進(jìn)機(jī)在切割煤礦的時(shí)候，反作力相當(dāng)大，掘進(jìn)機(jī)械的重量太輕，根本無法與反作用力相抗衡。不僅于此，采用掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)，還要受到當(dāng)?shù)氐膸r石的情況影響，如果巖石的厚度在F7 以上，就不能使用這種方式了。高強(qiáng)度的掘進(jìn)對(duì)截齒磨損很大，通常截齒使用不到多久就需要對(duì)截齒進(jìn)行更換，這樣的話就大大增加了施工的成本。

3.2.全液壓掘進(jìn)鉆車鉆孔+挖斗式裝巖機(jī)裝巖+蓄電池機(jī)車+礦車+皮帶輸送機(jī)+礦車出渣

具體操作程序是先用全液壓掘進(jìn)鉆孔機(jī)打孔，然后進(jìn)行爆破。這種作業(yè)方法能有效降低出渣的費(fèi)用，提高光爆效果，能有效減少超挖的煤礦數(shù)量，并且可以很好降低工作環(huán)境中的噪音，減少空氣中的粉塵，保障工作人員的人身健康。通常爆破的面積比較寬，有助于能提高施工的速度。但是在爆破的時(shí)候一定得注意控制好施工人員的距離，一定要支護(hù)條件具備的情況下進(jìn)行爆破，盡量保障施工人員的安全，進(jìn)行安全施工。這種操作方法對(duì)使用的設(shè)備和施工人員的技術(shù)含量要求很高。同時(shí)在施工的時(shí)候，還需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行交替使用，如果環(huán)境相對(duì)較狹窄的話就不利于現(xiàn)場施工使影響連續(xù)性生產(chǎn)，由于反復(fù)的來回移動(dòng)裝巖機(jī)，常常會(huì)將鋪設(shè)在生產(chǎn)區(qū)的電纜壓斷，迫使相應(yīng)的設(shè)備無法正常運(yùn)行。國內(nèi)使用的全液壓鉆孔車寬度普遍為1.2M，梭形礦車寬度為1.8M，所以，煤礦的巷道最低不能小于3.8M。

結(jié)束語：

從掘進(jìn)機(jī)械作業(yè)面實(shí)際效果來看，國內(nèi)的掘進(jìn)技術(shù)仍然有待提高。需要從實(shí)際問題出發(fā)，不斷增強(qiáng)掘進(jìn)機(jī)械設(shè)備的使用功能，盡可能的提高工作人員對(duì)機(jī)械操作的技術(shù)水平，安全的進(jìn)行煤礦開采工作。這樣才能有效促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

[1] 薛建志，液壓鉆車作業(yè)線和綜掘機(jī)作業(yè)線在煤礦巖巷掘進(jìn)中的應(yīng)用 [J]，煤礦現(xiàn)代化，2010(5).

[2] 閆保林，張秋元，關(guān)于煤礦掘進(jìn)機(jī)械作業(yè)線現(xiàn)狀的分析及應(yīng)用[A].礦山建設(shè)工程技術(shù)新進(jìn)展--2008 全國礦山建設(shè)學(xué)術(shù)會(huì)議文集（下）[C].2008.

[3] 問孫軍，論綜掘機(jī)械化[J]，中國科技博覽，2011(18).

[4] 渠志瑤，巖巷快速掘進(jìn)機(jī)械化配套作業(yè)線的試驗(yàn)應(yīng)用[J]，河北煤炭，2011(2).

[5] 任清，煤礦巖蓄掘進(jìn)機(jī)械化作業(yè)線應(yīng)用現(xiàn)狀及探討 [A].礦山建設(shè)工程技術(shù)新進(jìn)展--2008 全國礦山建設(shè)學(xué)術(shù)會(huì)議文集（下）[C].2008.