我國巷道安全掘進(jìn)現(xiàn)狀研究

萬象

摘要：煤炭作為我國最重要的一次性能源，在未來10年內(nèi)，其在能源構(gòu)成中的主體地位將不會(huì)改變，煤炭行業(yè)的健康發(fā)展關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的全局。對(duì)此，持續(xù)加強(qiáng)煤炭開采的科學(xué)化管理及創(chuàng)新，特備是抓好作為煤炭開采先行軍的掘進(jìn)技術(shù)的管理，將開采技術(shù)管理的起步階段抓好、抓實(shí)、抓到位，對(duì)于實(shí)現(xiàn)煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。作為煤炭采掘技術(shù)最先進(jìn)的國家，最近幾年在技術(shù)人員的攻關(guān)之下，新的高效掘進(jìn)技術(shù)及其科學(xué)化管理手段不斷出現(xiàn)，并在煤礦采掘過程中得到廣泛應(yīng)用，取得了很好的效果，且在新技術(shù)革命的推動(dòng)下，煤礦高效采掘技術(shù)的應(yīng)用管理已呈現(xiàn)出了較為鮮明的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：巷道；安全掘進(jìn)

引言

煤炭作為我國最重要的一次性能源，在未來10年內(nèi)，其在能源構(gòu)成中的主體地位將不會(huì)改變，煤炭行業(yè)的健康發(fā)展關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的全局。對(duì)此，抓好煤炭行業(yè)科學(xué)化、規(guī)范化、現(xiàn)代化管理，確保煤炭行業(yè)的可持續(xù)、健康發(fā)展，已經(jīng)成為了擺在所有煤炭企業(yè)面前一道亟待解決的課題。我們國家的煤炭資源從煤層分布上看主要以地下儲(chǔ)藏為主，因此地下掘進(jìn)開采成為了我國煤炭主要的生產(chǎn)方式。隨著煤炭開采機(jī)械化水平的不斷提高，在國有大中型煤礦中已經(jīng)出現(xiàn)了年產(chǎn)百萬噸級(jí)以上的超大工作面，這就意味著加強(qiáng)煤礦巷道安全、快速、高效掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用的科學(xué)化管理已成為礦井高效節(jié)約化生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。而科學(xué)化采掘技術(shù)的應(yīng)用及其裝備水平直接關(guān)系到煤礦的生產(chǎn)能力與安全，因此巷道掘進(jìn)正在朝著高效機(jī)械化掘進(jìn)與科學(xué)化支護(hù)的方向發(fā)展。提出這一課題的研究有助于高效采掘管理的發(fā)展與進(jìn)步，能夠更有效的提高煤礦企業(yè)工作效率，實(shí)現(xiàn)礦井的高產(chǎn)高效。

1.煤巷安全高效掘進(jìn)現(xiàn)狀

上世紀(jì)九十年代，為了進(jìn)一步提高煤礦采掘效率，我國將開拓巷道和準(zhǔn)備巷道逐漸布置在煤層當(dāng)中，使煤巷成為最重要的掘進(jìn)巷道。隨著技術(shù)發(fā)展，在適應(yīng)不同的煤層地質(zhì)環(huán)境和采掘要求后，目前逐漸確立了三種煤巷高效掘進(jìn)技術(shù)：一是掘錨機(jī)組掘錨一體化掘進(jìn)；二是連續(xù)采煤機(jī)與錨桿鉆車配套作業(yè)線；三是單體錨桿鉆機(jī)與懸臂式掘進(jìn)機(jī)配套作業(yè)線；這三種煤巷安全高效掘進(jìn)技術(shù)中第一種隨著煤礦裝備水平的提高，目前正在普及當(dāng)中，后兩種是目前各煤礦生產(chǎn)當(dāng)中普遍應(yīng)用的，其中，掘錨機(jī)組掘錨一體化掘進(jìn)技術(shù)是當(dāng)前我國重點(diǎn)發(fā)展的一項(xiàng)安全高效掘進(jìn)技術(shù)，這一技術(shù)主要適用于高產(chǎn)高效礦井煤巷高效掘進(jìn)工作，該技術(shù)將掘進(jìn)與支護(hù)有效結(jié)合起來，能夠?qū)崿F(xiàn)掘進(jìn)與錨護(hù)平行作業(yè)，有效的節(jié)約掘進(jìn)和支護(hù)時(shí)間，提高掘進(jìn)效率。目前這一技術(shù)在我國還處在一個(gè)不斷探索的階段，截至 2012 年約有 20 臺(tái)掘錨機(jī)組在國內(nèi)煤礦企業(yè)中得到應(yīng)用，其中ABM20 機(jī)型在淮南煤礦、新汶礦業(yè)集團(tuán)新巨龍煤礦、晉城無煙煤礦集團(tuán)成莊礦、兗礦集團(tuán)鮑店煤礦等地點(diǎn)應(yīng)用，使用效果較好。掘錨一體化代表了煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展方向，是目前世界上最新型的高效掘進(jìn)設(shè)備。單體錨桿鉆機(jī)與懸臂式掘進(jìn)機(jī)配套作業(yè)線又被稱為巷道綜合機(jī)械化掘進(jìn)，這種高效掘進(jìn)技術(shù)主要是由懸臂式掘進(jìn)機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、刮板輸送機(jī)和通風(fēng)除塵等設(shè)備組成的，其中抓好懸臂式掘進(jìn)機(jī)的優(yōu)化是巷道綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在這一點(diǎn)上我國充分吸取國外掘進(jìn)機(jī)先進(jìn)技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過自主研發(fā)生產(chǎn)出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的掘進(jìn)機(jī)，例如：佳木斯、三一重工、石家莊、鞍山、北方重工等國內(nèi)掘進(jìn)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，已研發(fā)出在全球較先進(jìn)的機(jī)型，而且機(jī)型較多，已應(yīng)用性也較為廣泛。

2.半煤巖巷安全高效掘進(jìn)現(xiàn)狀

在我國煤炭生產(chǎn)中半煤巖巷道占有相當(dāng)?shù)臄?shù)量，巖石面積占到掘進(jìn)斷面1/5-4/5的巷道均被稱為半煤巖巷道。隨著煤炭資源的不斷減少，抓好半煤巖的充分開采對(duì)于解決煤炭資源短缺的問題具有重要意義。我國半煤巖巷道掘進(jìn)大多采用半煤巖懸臂式掘進(jìn)機(jī)機(jī)械化作業(yè)技術(shù)，掘進(jìn)機(jī)主要是中、重型居多，其中最常見的半煤巖掘進(jìn)機(jī)主要有 S150J 型、EBZl60TY 型及 EBJ-120TP型三種。目前，國內(nèi)的主要煤科院均加大了對(duì)這一方面的深入研究，煤科總院太原研究院研制的 EBJ 系列半煤巖掘進(jìn)機(jī)采用小截割頭，能夠適應(yīng)20%-80%巖層的半煤巖巷道使用，其中 EBJ-120TP 型單刀力在 4.5kN 以上，EBZ160TY 型可以達(dá)到 8kN，并且采用的是雙速截割電機(jī)，有效的提高了截割能力。目前 EBZ16OTY 小截割頭機(jī)已經(jīng)在山東能源、平頂山、汾西等國內(nèi)大型煤礦中得到比較廣泛的使用。

3.巖巷安全高效掘進(jìn)現(xiàn)狀

由于我國煤炭資源較為豐富，目前一般是先開采煤層比較好的煤礦，對(duì)于超過80%以上巖石量的煤層極少進(jìn)行大規(guī)模的開采，致使在我國巖巷安全高效掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展比較緩慢。但是隨著煤炭資源的不斷枯竭，現(xiàn)在一些煤礦已經(jīng)逐步開始發(fā)展巖巷安全高效掘進(jìn)技術(shù)。在上世紀(jì)末，國內(nèi)的淮南礦業(yè)集團(tuán)、新汶煤礦、新集能源股份公司等國內(nèi)多家煤炭企業(yè)先后引進(jìn)并使用了英國 MK3、德國 WAV300、奧地利 AHM105 型重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)，相比國內(nèi)的重型掘進(jìn)機(jī)，這三種全巖重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)，在截割功率比、適應(yīng)地質(zhì)條件等多方面有著明顯優(yōu)勢(shì)。例如 AHM105 重型掘進(jìn)機(jī)截割功率達(dá)到 300kW，適用于 f=12 巖石，但是國產(chǎn)的截割功率僅為 200kW 左右，適用于 f=6-8 的巖石。除此之外，在我國使用的也比較多還有 MK3 重型掘進(jìn)機(jī)，這種重型掘進(jìn)機(jī)截割功率位 250kW，可應(yīng)用于 f=12 的巖石，淮南礦業(yè)集團(tuán)所使用的 MK3重型掘進(jìn)機(jī)最高月進(jìn)尺 180m。目前我國巖巷懸臂式掘進(jìn)機(jī)如三一重工生產(chǎn)的EBZ-318 型懸臂式硬巖掘進(jìn)機(jī)，定位截割寬度 6.78米、定位截割高度5.42米、最大截割巖石硬度130Mpa，其整套配備屬于國內(nèi)目前最先進(jìn)的專業(yè)設(shè)備，在巖巷掘進(jìn)技術(shù)上取得了較大技術(shù)進(jìn)步。

4.結(jié)語

巷道快速高效掘進(jìn)是礦井水平、采區(qū)、采場(chǎng)“三大接替”的根本保證，通過我國安全掘進(jìn)現(xiàn)狀研究究，主要得出以下結(jié)論：要解決巷道安全快速掘進(jìn)問題，首先要對(duì)影響巷道快速掘進(jìn)的主要因素及井下巷道掘進(jìn)銜接時(shí)應(yīng)該注意的關(guān)鍵問題進(jìn)行深入了解和掌握，同時(shí)要對(duì)本單位礦井地質(zhì)特征及巷道煤層頂?shù)装宸€(wěn)定性進(jìn)行全面分析。只有在全面掌握理論和分析的前提下，再結(jié)合單位現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，合理配置巖巷掘進(jìn)機(jī)械和加強(qiáng)施工管理，全面把握快速掘進(jìn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并注重管理創(chuàng)新，才能真正實(shí)現(xiàn)安全高效快速掘進(jìn)。

[參考文獻(xiàn)]

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