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摘 要:随着煤炭采掘科研投入的增加,煤矿掘进中新技术不断涌现,开始被运用到煤矿掘进工作当中,有效的推动了掘进效率的提高,有效推动了煤矿企业的发展。本文在介绍当前煤矿掘进技术发展现状的基础上,详细介绍新技术的应用情况,为这些新技术应用的普及提供一些帮助。本文从煤巷掘进技术、半煤岩巷掘进技术、岩巷掘进技术三个方面出发,分别简介了我国的当下煤矿掘进技术的现状,并结合科学技术的发展水平,分析了煤矿掘进新技术的发展趋势。
关键词:煤矿掘进;新技术;研究
我国是名副其实的煤炭大国,国民经济的飞速发展离不开对煤炭的开采利用。随着采煤规模的不断扩大,每年我国回采巷道的消耗量也在不断提高,所以想要提高煤矿开采效率,就要重视对煤岩巷道掘进效率的提升,在掘进过程中不断使用和熟悉掘进新技术。
1.煤矿掘进技术现状
1.1煤巷高效掘进技术上世纪末,我国改革了矿井的巷道布置方式,使得煤巷比例则是不断提高,如今,煤矿掘进巷道的7成都是煤巷。煤巷高效掘进主要有三种方式:一是悬臂式掘进机+单体锚杆钻机;二是连续采煤机+锚杆钻机;三是掘锚一体化机组。
1.1.1煤巷综合机械化掘进
煤巷综合机械化掘进,即为悬臂式掘进机和单机锚杆钻机的配套作业线。其中,悬臂式掘进机对掘进的工效起到关键作用。二十世纪60-70年代开始,我国从国外引进先进的掘进机并尝试仿制。现今,对于截割功率在50-350kW、机重在18-135t的系列掘进机,我国已经具备了自主研发能力。我国的煤巷掘进机以液压马达来驱动转载机构,生产能力较大,工作的稳定性较好;在电气系统方面,采用PLC控制的方法,可靠性较高。
1.1.2连续采煤机与锚杆钻车配套作业线该方式集采煤、装运、行走为一体。其中,最主要的掘进机械是连续采煤机,这种采煤机具有大截割宽度和综合化掘采功能,适用于多巷或者双巷快速掘进和短壁的开采。
1.1.3掘锚一体化掘进
掘锚机组的发展主要分为两种方式,一种是在悬臂式掘进机的基础上发展起来的悬臂式掘进机机载锚杆机的掘锚机;另一种则是在连续采煤机的基础上发展起来的以连续采煤机为基础的掘锚机组。掘锚机组的优点主要是适用于高产高效矿井煤巷高效掘进。
1.2半煤岩巷高效掘进技术现状
半煤岩巷道,也是我国煤矿掘进的一大重点。一般来说半煤岩巷道的掘进过程中,岩石的面积占掘进断面中的两到八成。半煤岩悬臂式掘进机机械化作业线在我国的半煤岩巷的掘进中采用较多,主要使用的机型为中型和重型掘进机,要求机重在35t以上。现在,半煤岩掘进机的主流机型为:EBJ-120TP、EBZ160TY、EBZ220TY、S200A、EBZ160及EBZ200等几种。半煤岩巷道掘进机的选择要符合以下4点要求:①机重大、重心低、工作稳定性好;②破岩能力强,截齿单刀力大;③元部件可靠性高;④系统简单可靠,便于维护。
1.3岩巷高效掘进技术现状目前,钻爆法在我国的岩巷施工过程中占有主体地位,主要使用的是重型悬臂式掘进机,我国曾先后引进了德国WAV300、奥地利AHM105、英国MK3型等重型悬臂式掘进机。其中,AHM105重型掘进机截割功率300kW,适应f=12岩石。更适应复杂的地质条件,MK3重型掘进机则是对巷道超挖控制较为实用。岩巷的施工工艺大致可以分为四种,以下主要探讨气腿式凿岩机+耙斗式或铲斗式装岩机作业线以及全液压钻车+侧卸装岩机作业线。
1.3.1气腿式凿岩机+耙斗式或铲斗式装岩机作业线气腿式凿岩机配耙斗式或铲斗式装岩机作业线在我国的应用最为普遍,气腿式凿岩机使用方便,有部分时间可与装岩平行作业。该作业线具有以下特点:①拥有价格竞争力强,初期投入小;②生产率高,实际可达到30~40m3/h;③工艺性良好,可多台钻同时工作,且不受断面大小影响,打眼、装岩两道工序可平行作业。
1.3.2全液压钻车+侧卸装岩机作业线在全液压钻车配侧卸装岩机作业线中,尤其以MJ17履带式全液压钻车和ZCD60R履带式侧卸装岩机的配合效果最为优异。主要具有这样3个特点:①劳动强度低,安全可靠。首先不必人为进入掘进工作面,其次侧卸装岩机代替耙斗装岩机装矸,避免了众多不安全因素;②掘进效率高,凿岩和装岩速度快;③巷道成形好,实现了一次钻眼、一次定炮、一次起爆、一次支护。
2.煤矿技术发展趋势
2.1自动化发展
当今世界,计算机技术的快速发展,逐渐也开始在煤矿掘进技术上得到了广泛的应用,特别是对于煤矿掘进技术的自动化发展做出了重大的贡献。通过计算机断面控制和遥控系统,煤矿的掘进过程已经逐渐实现了方向监控、全功能遥控、智能监测、预报型故障诊断、记忆截割、数据远程传输等自动化功能。同时,随着煤矿事业的不断发展,自动化趋势将不断加快,人力劳动强度逐渐下降,煤矿掘进效率却是不断提高。
2.2多功能集成
多功能的集成有利于快速提高煤矿掘进效率,其主要表现在掘进机主机的多功能集成上,将机载锚钻系统、机载临时支护系统、机载除尘系统等集成,可以提高单机成巷速度。
2.3适用范围扩大
掘进机是煤矿掘进中的重要设备,掘进机的适应能力和适应范围关系到煤矿掘进的成本和效率问题。所以,需要不断开发新型的截割方式与硬岩截齿,从而不断提高掘进机的截割与断面截割硬度;另一方面,掘进机的适应能力还应体现在对于不同岩石掘进中的巷道断面、底板比压、研磨强度的适应。
2.4机器可靠性发展
掘进机的高效作业不仅是在其使用范围的扩大,更要注重安全作业,也就是保证机器的可靠性。首先,掘进机的各构件(特别是新型构件)都要经过严格的时间验证;其次,支护设备的研制也要不断加强,保证掘进机在掘进工作中的平稳性。结语技术的进步,并不意味着岩巷掘进速度的突飞猛进,先进的工艺想要取得理想的效果,离不开煤矿工作人员的实际运用,工作人员应根据实际情况,不断使用新技术、新工艺,不断加强完善煤矿掘进工作,煤矿企业也应加强管理工作,科学合理的管理制度也是煤矿掘进水平更上一层楼的重要保障。
参考文献:
[1]杨爱军.对机械化掘进技术的初步探讨[J].科技与企业,2011(10):15-16.
[2]栗鲁平.煤矿巷道高效掘进技术及设备的研究现状[J].科技资讯,2011(10):21-22.
作者简介:范航(1986.10- ),男,河南省叶县人,河南理工大学毕业,矿业工程学士,现就职于平煤集团首山一矿,主要从事巷道掘进工作。
关键词:煤矿掘进;新技术;研究
我国是名副其实的煤炭大国,国民经济的飞速发展离不开对煤炭的开采利用。随着采煤规模的不断扩大,每年我国回采巷道的消耗量也在不断提高,所以想要提高煤矿开采效率,就要重视对煤岩巷道掘进效率的提升,在掘进过程中不断使用和熟悉掘进新技术。
1.煤矿掘进技术现状
1.1煤巷高效掘进技术上世纪末,我国改革了矿井的巷道布置方式,使得煤巷比例则是不断提高,如今,煤矿掘进巷道的7成都是煤巷。煤巷高效掘进主要有三种方式:一是悬臂式掘进机+单体锚杆钻机;二是连续采煤机+锚杆钻机;三是掘锚一体化机组。
1.1.1煤巷综合机械化掘进
煤巷综合机械化掘进,即为悬臂式掘进机和单机锚杆钻机的配套作业线。其中,悬臂式掘进机对掘进的工效起到关键作用。二十世纪60-70年代开始,我国从国外引进先进的掘进机并尝试仿制。现今,对于截割功率在50-350kW、机重在18-135t的系列掘进机,我国已经具备了自主研发能力。我国的煤巷掘进机以液压马达来驱动转载机构,生产能力较大,工作的稳定性较好;在电气系统方面,采用PLC控制的方法,可靠性较高。
1.1.2连续采煤机与锚杆钻车配套作业线该方式集采煤、装运、行走为一体。其中,最主要的掘进机械是连续采煤机,这种采煤机具有大截割宽度和综合化掘采功能,适用于多巷或者双巷快速掘进和短壁的开采。
1.1.3掘锚一体化掘进
掘锚机组的发展主要分为两种方式,一种是在悬臂式掘进机的基础上发展起来的悬臂式掘进机机载锚杆机的掘锚机;另一种则是在连续采煤机的基础上发展起来的以连续采煤机为基础的掘锚机组。掘锚机组的优点主要是适用于高产高效矿井煤巷高效掘进。
1.2半煤岩巷高效掘进技术现状
半煤岩巷道,也是我国煤矿掘进的一大重点。一般来说半煤岩巷道的掘进过程中,岩石的面积占掘进断面中的两到八成。半煤岩悬臂式掘进机机械化作业线在我国的半煤岩巷的掘进中采用较多,主要使用的机型为中型和重型掘进机,要求机重在35t以上。现在,半煤岩掘进机的主流机型为:EBJ-120TP、EBZ160TY、EBZ220TY、S200A、EBZ160及EBZ200等几种。半煤岩巷道掘进机的选择要符合以下4点要求:①机重大、重心低、工作稳定性好;②破岩能力强,截齿单刀力大;③元部件可靠性高;④系统简单可靠,便于维护。
1.3岩巷高效掘进技术现状目前,钻爆法在我国的岩巷施工过程中占有主体地位,主要使用的是重型悬臂式掘进机,我国曾先后引进了德国WAV300、奥地利AHM105、英国MK3型等重型悬臂式掘进机。其中,AHM105重型掘进机截割功率300kW,适应f=12岩石。更适应复杂的地质条件,MK3重型掘进机则是对巷道超挖控制较为实用。岩巷的施工工艺大致可以分为四种,以下主要探讨气腿式凿岩机+耙斗式或铲斗式装岩机作业线以及全液压钻车+侧卸装岩机作业线。
1.3.1气腿式凿岩机+耙斗式或铲斗式装岩机作业线气腿式凿岩机配耙斗式或铲斗式装岩机作业线在我国的应用最为普遍,气腿式凿岩机使用方便,有部分时间可与装岩平行作业。该作业线具有以下特点:①拥有价格竞争力强,初期投入小;②生产率高,实际可达到30~40m3/h;③工艺性良好,可多台钻同时工作,且不受断面大小影响,打眼、装岩两道工序可平行作业。
1.3.2全液压钻车+侧卸装岩机作业线在全液压钻车配侧卸装岩机作业线中,尤其以MJ17履带式全液压钻车和ZCD60R履带式侧卸装岩机的配合效果最为优异。主要具有这样3个特点:①劳动强度低,安全可靠。首先不必人为进入掘进工作面,其次侧卸装岩机代替耙斗装岩机装矸,避免了众多不安全因素;②掘进效率高,凿岩和装岩速度快;③巷道成形好,实现了一次钻眼、一次定炮、一次起爆、一次支护。
2.煤矿技术发展趋势
2.1自动化发展
当今世界,计算机技术的快速发展,逐渐也开始在煤矿掘进技术上得到了广泛的应用,特别是对于煤矿掘进技术的自动化发展做出了重大的贡献。通过计算机断面控制和遥控系统,煤矿的掘进过程已经逐渐实现了方向监控、全功能遥控、智能监测、预报型故障诊断、记忆截割、数据远程传输等自动化功能。同时,随着煤矿事业的不断发展,自动化趋势将不断加快,人力劳动强度逐渐下降,煤矿掘进效率却是不断提高。
2.2多功能集成
多功能的集成有利于快速提高煤矿掘进效率,其主要表现在掘进机主机的多功能集成上,将机载锚钻系统、机载临时支护系统、机载除尘系统等集成,可以提高单机成巷速度。
2.3适用范围扩大
掘进机是煤矿掘进中的重要设备,掘进机的适应能力和适应范围关系到煤矿掘进的成本和效率问题。所以,需要不断开发新型的截割方式与硬岩截齿,从而不断提高掘进机的截割与断面截割硬度;另一方面,掘进机的适应能力还应体现在对于不同岩石掘进中的巷道断面、底板比压、研磨强度的适应。
2.4机器可靠性发展
掘进机的高效作业不仅是在其使用范围的扩大,更要注重安全作业,也就是保证机器的可靠性。首先,掘进机的各构件(特别是新型构件)都要经过严格的时间验证;其次,支护设备的研制也要不断加强,保证掘进机在掘进工作中的平稳性。结语技术的进步,并不意味着岩巷掘进速度的突飞猛进,先进的工艺想要取得理想的效果,离不开煤矿工作人员的实际运用,工作人员应根据实际情况,不断使用新技术、新工艺,不断加强完善煤矿掘进工作,煤矿企业也应加强管理工作,科学合理的管理制度也是煤矿掘进水平更上一层楼的重要保障。
参考文献:
[1]杨爱军.对机械化掘进技术的初步探讨[J].科技与企业,2011(10):15-16.
[2]栗鲁平.煤矿巷道高效掘进技术及设备的研究现状[J].科技资讯,2011(10):21-22.
作者简介:范航(1986.10- ),男,河南省叶县人,河南理工大学毕业,矿业工程学士,现就职于平煤集团首山一矿,主要从事巷道掘进工作。