现代煤矿掘进技术的改进

摘 要：本文立足煤矿施工，对当前煤矿开采中的掘进技术进行了较为详细的阐述并提出了一些煤矿掘进施工技术优化策略和煤矿掘进安全保障策略，以期为现代煤矿掘进技术的革新提供更多参考意见。

关键词：煤矿；掘进技术；施工技术

中图分类号：TD82 文献标识码：A

一、国内煤矿掘进技术研究及进展

1 光面爆破技术

光面爆破技术是距今运用市场最长的煤矿开采掘进技术之一，其在煤矿企业特别是一些中小煤矿被广泛应用。光面爆破法能在保证岩围完整和稳定的同时让岩层较为精确地依照设计轮廓断裂，岩面规则平整。对于光面爆破的激励目前仍然没有确切的结论，但通过实际运用，大多数运用者都认为是爆炸产生的气体膨胀实现了爆破。光面爆破在起爆时周围的炮眼都会同时起爆，通过每个炮眼的冲击波向四周传播，相邻的炮眼之间会产生冲击波的应力叠加并同时出现切向拉力，当岩体的抗拉强度小于切向拉力时，岩体就在炮眼中心连线上形成裂缝，伴随爆照中气体的膨胀，裂缝进一步加大实现岩面的平整爆裂。光面爆破技术对围岩的稳定破破坏小，掘进中的超挖数量和出渣工作量较小，掘进速度快，但此方法需要的特殊器材较多，并且对爆破前的钻眼准确性要求高，爆破工序所需时间较长。

2 掘锚一体化掘锚机组掘进

很长一段时间内，煤矿企业都在进行掘锚联合机组的研究，致力于做到掘支锚一体化作业。经过多年的学习和借鉴，当前我国的掘锚一体化技术已经有了长足进步。当前采用的掘锚机组主要分为以连续采煤机为基础的掘锚机组和悬臂式掘进机机载锚杆机的掘锚机两种。掘锚机组工作的实质就是将掘进和支护两者实施有机结合，一台设备同时实现掘进和支护两种功能，大大缩减了掘进与支护设备进行换位作业耗费的时间。掘锚一体化机组掘进技术是当前比较先进的技术，其改变了传统的单一作业，极大地优化了煤矿开采流程，具有可靠、快速、自动、高效以及人工强度低等特点。

3 连续采煤机得以积极推广

在采煤技术的研究中，发达国家也一直走在世界的前端。当前美国以及澳大利亚等采煤大国长期都是采用的连续采煤机多巷掘进，这种开采法是当前煤矿巷道高效快速掘进的主要方法之一。随着世界经济的一体化，我国的煤矿开采技术也在不断与发达国家接轨，很多连续采煤机也不断被研发并得以应用。连续采煤机采取的是采掘合一的工作方法，掘进速度得到了很大提升。连续采煤机工作效率高、牵引特性好、工作可靠，优势明显。连续采煤机是当前煤矿采掘要实现高产高效的有力选择。

4 负载反馈调速技术

切割牵引速度是煤矿掘进机的一个重要工况参数，切割牵引速度不仅关系到掘进机本身，还与煤岩的硬度、机器的钻入深度以及切削厚度息息相关，负载反馈调速技术就是以切割牵引速度为核心，通过利用比例多路换向阀、变量泵一负载反馈无级调速等来对切割牵引深度进行调整，降低功率消耗，延长液压元部件使用寿命，保证掘进机工作的可靠性。

5 分裂机、液压锤的积极应用

经济的全球化带来了技术的全球化，伴随一体化的深入，世界各国对技术的交流和借鉴日趋增多，通过对国际采煤大国一些先进掘进技术的学习和研究，我国也逐渐自主研究并生产了一系列较为先进的掘进机器，其中较为成功的具有代表意义的有分裂机和液压锤等。分裂机液压锤联合采矿实施流程是：先通过分裂机将矿岩分裂，再用液压锤将分裂出的矿岩进行粉碎并装车运送，与传统方法相比，分裂机液压锤联合采矿具有鲜明的特点：（1）安全性。分裂机液压锤的工作环境相对稳定，具有较强的可操控性，爆破产生的安全隐患小；（2）环保型。液压分裂机在工作过程中不会产生大的震动和噪音，其工作不会对周边环境产生影响，也不会对周边事物产生安全隐患，可以很好地保护环境；（3）经济性。液压分裂机的作业过程短，效率高，其本身的维护成本也比较低，在作业时不需要采取专门的安全措施，可以为企业节省更多资源；（4）可操作性。液压分裂机的操作方法简单易学，非常人性化；（5）精确性。液压分裂机下的爆破演示的分裂方向以及大小都可以通过液压分裂机预先确定，精确度高；（6）灵活性。液压分裂机虽然体积小、重量轻，但是其分裂力却很大，在很狭小的空间都能灵活使用，适用性强。

二、对现代煤矿掘进技术的优化

煤矿企业要提升矿井生产效率，就必须从技术改造上着手，通过提高劳动效率、资源产出率等方式来提升资源的产出率，另外，还要不断改善煤矿工作环境，在降低工人工作强度的同时构建更加安全的工作环境，提升各项经济技术指标。对此，优化掘进技术势在必行。在进行掘进技术优化前，必须先对掘进过程中存在的问题进行分析：

1 掘进机使用过程中存在的问题

我国是世界最大的掘进机制造和应用国，随着技术的日渐成熟，掘进机在我国的一些大中型煤矿掘进中已经被普遍应用，但就当前的企业、技术以及人力资源环境来看，掘进机在运用过程中还存在一些问题：（1）在掘进过程中会产生大的震动，极易导致元件损坏，降低掘进机使用寿命；（2）掘进机注油不能自动化。当前使用的掘进机需要在一定工作时间后进行人工注油。掘进机在井下注油时经常会因为操作不当让管路中进入粉尘，导致液压油污染，增加了机器的维护力度，降低了机器工作效率；（3）掘进机链条在工作中时常会出现张力不够卡链的情况，严重情况下会损坏轴承。

2 优化掘进技术

针对掘进机使用中存在的问题，结合掘进机本身功率大的特点，可以对掘进机运用进行以下优化：第一，优化掘进机使用环境。基于机器使用环境和工作性质，在作业中将侧支撑转移到掘进机的后支撑上，提升掘进机在运行中的稳定性；第二，增加自动系统，一旦其在井下作业出现故障时时可以通过双柱油管路实现自动，保证掘进机随时正常运行；第三，在掘进机的铲板出加上接点，在销轴与第一运输机间构建一个四连杆机构，通过对铲板和第一运输机的同时运用，在保证尾部的丛动轮与主动链轮距离不变情况下解决松链或卡链等问题。

3 积极引入连续采煤机

发达国家能维持高的采煤量是与其采用连续采煤机进行多巷掘进分不开的。连续采煤机进行多巷掘进非常适合巷道采煤作业。我国一些煤矿企业例如晋煤集团寺河矿和赵庄矿等的矿井已经引入连续采煤机多年，这些煤矿在多巷掘进和掘支平行施工等方面都展现出极强的能力，极大地提升了掘进效率。连续采煤机实现了采掘的一体化，掘进速度快，同时还可以在巷道内作业，灵活性大。连续采煤机其本身的布置非常紧凑，其独有的驱动器和之流串力电机能提升机器的效率和过载能力。

三、确保煤矿掘进工作安全

我国的煤矿企业众多，采矿的条件也极其复杂。很多小型矿井仍是以人工采矿为主，复杂的地质环境和多发的自然灾害都给煤矿掘进带来了阻碍。煤矿的巷道掘进是一个系统复杂的工作，包含管理者和施工者人的因素、物资装备因素以及生产技术因素等多方面，要保证掘进的高效必须首先要保证掘进的安全，例如做好排水、通风以及铺轨工作，及时进行掘进现场检查等：

1 从技术上确保掘进作业的安全性

一方面，为使巷道成形，需要改进光爆技术。传统的巷道爆破都是采用浅孔光面爆破，为提高掘进尺度，可以采用深孔爆破。深孔爆破技术不仅能保证施工质量，还能提升施工效率。在作业中可以不断加大孔径，将多余的扩炮孔转移到周边，以确保设备的充分利用；另一方面，完善掘进工作面工作系统。煤矿的掘进过程可以直接在工作面的自动化系统中反映，通过自动化系统中的图像可以及时对掘进机进行维护并检测故障，实现工艺与结构的配合，当掘进工作各环节能相互协调。

2 运用科学方法实现煤矿掘进工作循环作业

掘进技术是煤矿采掘中最为基础也是最为关键的部分，矿井要提升掘进速度快速安全地完成采矿任务就必须对整个掘进工作进行研究，以确掘进作业更加科学有效。要实现煤矿掘进工作的循环作业，需要保证在截割、运输、支护以及通风和抽放等工序上的正规作业，以达到提升掘进效率和质量的目的。在同一个掘进循环做业内，多项施工作业要尽可能做到同步。在平面掘进中，更要充分利用时间和空间等因素，实现多项目协调作业以便提升掘进进度。另外，矿企还要立足企业本身，选择适合企业实际情况的循环作业方式，达到既保质又保量的效果。

四、结语

煤矿开采掘进技术的研究是一个长期的过程，煤矿企业管理人员和技术人员要不断引入新技术和新工艺，同时结合企业自身情况和经济环境，实现掘进技术的进步和掘进作业的高效。在保证掘进量的同时，还要确保掘进工作的安全性，这是煤矿业工作的重中之重。掘进技术的进步需要企业不断的自我总结和全体技术人员的自主创新，不断总结可以避免重复犯错，自主创新可以为掘进技术的完善和进步注入新的动力。掘进技术的完善不仅为单个矿井项目的产量提升打下了坚实基础，更推动了整个煤矿业的进步。

参考文献

[1]魏征.煤矿掘进机液压传动常见故障及其原因[J] .机电信息，2010，18：158-160.

[2]马玉普. 煤矿掘进作业方式分析[J]. 科技资讯，2010，23：127.

[3]孙军. 掘进机在煤矿掘进中的有效利用[J]. 中国新技术新产品，2011，13：121.

[4]高立伟. 浅谈煤矿掘进中中深孔光面爆破的应用[J]. 科技致富向导，2013，15：326.