煤矿巷道掘进技术现状及发展

科举论坛 ｌ Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ Ｆ Ｏ Ｒ Ｕ龙江龙煤矿业集团有 限责 任公司双鸭山分公司东荣一矿
１ ５ ５ １ ０ ０
【 摘 要】在煤矿开采过程 中 ， 巷道掘进是非常重要 的环 节 。 所以， 在煤 变成组合 梁、 显著 提高了岩梁 的抗弯曲能力并减小 挠度 。
【 关键 词 】 掘进技术 ； 矿山巷道； 现状 ； 发展
我 国煤 炭开采 以井工为主 ， 煤 矿巷道 掘进与支护工程 量浩大 。 ２ ０ ０ １ 年 原国有 重点煤 矿 掘进 总进 尺高达 ５ ０ ４ ５ ｋ ｍ， 其 中煤 巷约 ４ ４ ８ ０ ｋ ｍ， 占 ８ ８ ． ８ ％ｌ 全 国２ ５ ６ 个 综采 工作面年耗 回采巷 道８ ２ ０ ｋ ｍ， 其 中综掘 总进 尺 达６ ５ ０ ｋ ｍ。 综掘仍是 高产高效矿 井回采巷道掘进 的主要技 术方法 。 我国 已研 制开发和引进使用了近２ Ｏ 种 悬臂式 掘进机 。 近年来 ， 我 国成功 地开发和 推广使用 了煤巷锚 杆支护技 术 ， 使巷道 围岩地 质力学性能 测试技 术、 煤巷 锚杆支护设 计技 术、 施工机 具、 支护 材 料均得到快 速发展 。 随 着综采生 产技术 的发 展， 百万吨 综采 工作面屡 见不鲜 ， 并 已出现年产 １ ０ ０ ０ ￣ｔ 以 上的全 自动化综采 工作面， 使年耗 回采 巷 道量 大幅 增加 ， 从而使 煤巷 掘进与 支护正在 成为 煤矿 高效 安全集 约 化 生产 的技 术瓶 颈 ， 是 当前 煤炭 工业 亟需 研究 开发的 重大共性 关键 性 技术。 巷 道掘 进 技术 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 。 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 １ ９ ７ ９ 年， 迄 今为止大 体 经历 了单机 和成 套设备 引 进两个 阶段 。 目前我 国神东 公司、 晋城煤 业 、 万利 公司、 晋神 公司 、 鲁 能 集团、 伊东 公司伊泰公司等矿 区使用连续 采煤机 近６ ０ 余 台， 用 于大断 面 煤巷 的掘进和短 壁开采 。 二 锚 杆 支护 巷 道支护技 术 的作用在于改善 围岩稳定 状况和 控制 围岩 运动 的发 展速 度、 以维护 安全 的工作空间。 围岩是 承受地 压的 主要结 构、 设 置人 工支护只是为了改善 和提高 围岩 自身支持 能力。 安全 、 合理 有效的巷 道 支护是 保证矿 井实现高 产高效 的必要条件 。 而煤巷支 护的特点是 ： 支护 服务 年 限较短 ； 因围岩较 松软 ， 并且受 采动 影 响， 地 压 较大 ， 因此要 求 支护具 有较 好的可缩性 ； 要求原材 料比较 便宜 ， 施工和 维修比较容 易。 我 国锚 杆支 护技 术已形成了成 套技术 ， 包含： 巷 道围岩地 质力学测试 技 术； 锚杆 支护动 态信息设 计； 高强 度锚杆 支护资料 、 树脂锚 固剂 、 Ｍ型钢 带及 其轧制 技术 、 特 种锚 杆与锚 索支 护技 术 ； 锚 杆支护 施 工机具 ， 锚 杆 支护监 测仪器与技 术。 支 架的形式 巷 道支 护的 支架形 式有 ： 木 支架 、 金 属支架 、 锚 杆支护 、 锚 喷支 护 和料石混 凝土砌碹 等。 １ 、 锚杆支护 作用原 理 １ ． １ 悬 吊作用 悬吊理论 认为 ： 锚 杆支 护的 作用是将 巷道 顶板较 软 弱的 岩层悬 吊 在 上部坚硬稳 定岩层上 。 这 样就能控制 和减 弱岩层的下沉和 离层、 保持 顶板 的稳定 。
一
三 悬臂式掘进机现状及发展趋势
（ 一） 悬臂式 掘进机现状 目 前， 我国悬臂 式掘进 机的总体水平 已接近 国外 同类机 型 ， 但与 国 外相 比仍有不 少的差距 。 今后 我国进行技术 攻关的 目 标 是研制 高可靠性 的 重型掘进机和 研制具 有独 立知识 产权的连 续采煤机 及掘锚机 组 。 经过２ Ｏ 多年的 努力， 目前我 国已经具有一定 水平研究 开发 、 生 产制 造 掘进 机 的能 力。 已经 开发 出了２ ０ 多种型 号的 掘进 机 机型 ， 截 割 功率 在３ ０ － ２ ０ ０ ｋ ｗ之间 ， 并 已初步 形成 系列产 品， 基 本满足 了国内市场 的需 求， 结 束了我国煤矿 掘进机一直依 靠进 口的局面 。 目前我 国掘进机 的主 要 代表机 型是ＡＭ５ ０ 、 Ｓ １ ０ ０ 、 Ｅ Ｌ ＭＢ 一 ７ ５ 型掘进机 ， 其 中Ａ Ｍ５ ０ 和ｓ ｌ Ｏ Ｏ 型 掘进机约 占到国产机型 的８ ０ ％ 左右。 “ 八五 ” 期 间， 我 国又相 继 开发出了３ 种 重型掘 进机 ， 它们是 Ｅ Ｂ Ｊ － １ ６ ０ 、 Ｅ Ｂ Ｊ － １ ６ ０ Ｈ￣ Ｈ Ｅ Ｂ Ｊ － １ ３ ２ 型掘进机 ， 其 中由煤炭科 学研究总 院太原 分 院开发的Ｅ Ｂ Ｊ － １ ６ ０ 型掘进机获 国家科 技进步＝等奖， 达 到了２ ０ 世 纪９ Ｏ 年 代初国际先 进水平。 它的研制 成功 ， 标志 着我 国掘 进机研 究制造水平和 综掘机械 化水平均迈上了新 台阶。 （ 二） 掘进机的发展趋 势 １ ） 适用 范围不 断扩大 。 随 着科学 技 术的进 步， 掘进机 的适 用范 围 在不 断扩大 ， 除继 续 致 力于完善 截 割煤 的功 效外 ， 同时还 努力提 高 有 效 截割 岩石硬 度的 能力 ， 掘 进机 的掘 进断 面也在 逐 步扩 大， 最大 达 到 ３ ０ －４ ０ ｍ２ ； 适应坡 度 达￣ ］ １ １ ６ －１ ８ 。 。 为了提高掘进 机 的适用范 围和通 用 性， 机器高度 降到了１ ． ５ ｍ左右 ， 从而也 提高 了机器 的截割稳 定性 ； 随 着 截割 岩石硬 度的提 高， 掘 进机 向大 截割功 率、 重 型、 超 重型方 向发展 ， 与此 相 适应 的耐 磨 、 低耗 、 高强 度截 齿 的性 能也 逐 步提 高。 据 资 料 介 绍， 有的 重型掘 进机 重达８ ０ ～ １ ０ ０ ｔ ， 截割 功率达 ３ ５ ０ ｋ ｗ， 截齿 的硬 质合 金最 大直径达 ３ ０ ａｍ， ｒ 有 效截割岩石 的抗压 强度达 到１ ０ ０ ＭＤ ａ 以上 。 ２ ） 工作可靠性 不断 提高 。 机 器的可 靠性是其 进行高 效作业 的根 本 保证 。 因此 ， 掘进机 各部 分的结 构 型式 、 传动 方式 、 使 用材质等 都要 建
矿生产中， 巷道掘进技 术占据 着重要 的地位 。本文通过分析掘进 设备的技 术特点和 目前掘进技 术 的现 状， 对 如何使矿井的掘进技 术水平提 升， 并如 何加强技 术人 员的专业素养进行 了 探讨。 １ ． ３ 压缩 （ 组合） 拱 作用 压缩 （ 组合） 拱理论 认为 ： 在松软 围岩 中、 各 个锚 杆形成 的压应 力 圆 锥体交错 重叠、 形 成一 个连续 的均匀压缩（ 组合） 拱。 这个压缩 （ 组合） 拱可 承受其外部破 碎岩石施加 的径向载荷。