論煤礦高效掘進技術的發展現狀及趨勢

賀楠+陳傳波

摘要：煤礦高效掘進技術是我國煤礦開采業研究的重點，我國也一直在努力實現煤礦高效掘進技術的自主化開發。文章從煤礦高效掘進技術簡介、煤礦高效掘進技術分類兩個方面對煤礦高效掘進技術進行了概述，從煤巷高效掘進技術、巖巷高效掘進技術、煤巖混合巷高效掘進技術、高效掘進的配套技術等方面對煤礦高效掘進技術的發展現狀及趨勢進行了闡述。

關鍵詞：煤礦；高效采掘技術；發展現狀；煤礦開采業；采掘效率

中圖分類號：TD235 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）33-0141-02

2008年國際金融危機后，各國分別提出了新能源計劃，美國更是提出了碳關稅的政策，以此來促進新能源產業的發展，似乎傳統能源受到了很大的沖擊。但由于我國的能源結構以煤為主，煤炭是電力行業的主要燃料，因此在未來很長的一段時間內煤炭仍會在我國的經濟發展中占據重要的地位。此外，隨著煤化工技術的不斷發展，煤炭已經不僅僅作為燃料來使用，而是成為很多工業產品的重要原料。但我國煤炭開采效率一直很低，大大增加了掘進成本。在這種背景下，煤炭采掘業需要不斷改進掘進技術，積極發展高效掘進技術，提高采掘效率，最終促進煤炭產量的提高。

1 煤礦高效掘進技術概述

1.1 煤礦高效掘進技術簡介

煤礦高效掘進技術主要是指在地下煤礦采掘過程中，為了方便煤炭回采，從多個面進行掘進所運用的技術。通常煤礦掘進相當于是打通煤炭回采通道，這個過程中需要考慮的因素非常多，最為重要的因素是安全因素，掘進之后形成的巷道需要在回采過程中反復使用。掘進技術是煤礦生產安全的首要保障，只有綜合考慮地質和開采需要，才能有效形成安全的掘進技術

體系。

1.2 煤礦高效掘進技術的分類

隨著科學技術的發展，煤礦高效掘進技術越來越先進，煤礦高效掘進技術的種類也越來越豐富。從總體上來劃分，煤礦掘進技術可以分為三大類：煤巷掘進技術、巖巷掘進技術和煤巖混合巷掘進技術。具體而言，針對不同地質情況的煤礦高效掘進技術又可分為五大類：煤巷綜合機械化掘進技術、大斷面煤巷連續采煤機掘進技術、掘錨一體化技術、全液壓鉆車巖巷掘進技術、重型懸臂式掘進機掘進技術。

2 煤礦高效掘進技術的發展現狀

2.1 煤巷高效掘進技術的發展現狀

煤巷高效掘進技術主要涉及三個方面：煤巷綜合機械化掘進技術、連續采煤機掘進技術、掘錨一體化掘進技術。目前我國煤巷綜合機械化掘進技術一般是依靠懸臂式掘進機來搭建礦區掘進作業平臺。我國自改革開放之初就開始引進國外懸臂式掘進機，同時也進行自主研發，經過長達幾十年的開發，我國形成了每年近千臺懸臂式掘進機的生產能力，而懸臂式掘進機的型號也越來越多。連續采煤機高效掘進技術是一個比綜合機械化掘進技術成本更低的掘進技術。大斷面煤巷連續采煤機高效掘進技術是以連續采煤機為核心機器的技術，但這類技術不能用于單巷采掘。此外，掘錨一體化掘進技術將支護和掘進有力結合在一起，大大提高了煤礦的掘進效率，在應用范圍上也沒有太大的限制。

2.2 巖巷高效掘進技術的發展現狀

巖巷高效掘進技術主要涉及全液壓鉆車巖巷高效掘進技術和全巖巷重型懸臂式掘進機掘進技術。全液壓鉆車巖巷高效掘進技術主要是以全液壓鉆車為核心機器，目前比較常用的是履帶式液壓鉆車。這類技術處理巖石掘進的效率非常高，能夠將鉆眼、爆破、支護等作業一次性完成，提高了掘進的安全性。而我國全巖巷重型懸臂式掘進機掘進技術目前還處于試驗階段，在我國有小范圍的應用。德國、奧地利、英國在這方面的技術比較成熟。

2.3 煤巖混合巷高效掘進技術的發展現狀

在煤巖混合巷掘進中，掘進斷面中巖層占到整個斷面的20%～80%，這類巷道的掘進主要是采用懸臂式掘進機。在我國，煤巖混合是煤礦區較常見的地質特點。我國的平煤集團長期致力于煤巖混合巷高效掘進技術的開發，目前該集團的煤巖混合巷高效掘進技術已達到世界先進水平。

3 煤礦高效掘進技術的發展趨勢

3.1 煤巷高效掘進技術的發展趨勢

煤巷高效掘進技術主要的發展方向是開發掘錨一體化高效掘進技術和連續開采高效掘進技術，在這方面美國和澳大利亞一直處于領頭羊的地位。掘錨一體化高效掘進技術應用范圍廣、安全性高，是未來我國煤礦掘進技術的主流方向。對于連續開采高效掘進技術而言其主要發展方向是不斷提高連續采煤機的自動化程度，拓寬連續采煤機的應用范圍，目前工程師們正著力于將連續開采高效掘進技術運用到單巷掘進中去。

3.2 巖巷高效掘進技術的發展趨勢

巖巷高效掘進技術經過了幾十年的自主研發，已經有了長足進步，但我國懸臂掘進機的研發與世界先進國家還有一定差距，具體而言就是我國所開發的懸臂掘進機功率尚不能滿足日常煤炭開采作業需求，因而不斷提高懸臂掘進機功率是我國巖巷高效掘進技術的主要發展方向。而全斷面掘進技術也是我國需要大力發展的方向。此外，就全液壓鉆車加側卸裝巖機巖巷高效掘進技術而言，其主要研究方向是不斷提高機器本身的自動化水平。

3.3 煤巖混合巷高效掘進技術的發展趨勢

煤巖混合巷高效掘進技術的發展方向主要是提高懸臂式掘進機工作的安全性，逐漸向智能化、自動化發展，以減少煤巖混合地貌給煤礦掘進帶來的不確定性。同時，不斷提高連續采煤機的整體性能，使得連續采煤機能夠高效持續使用，也將為煤巖混合巷高效掘進技術帶來新的突破。此外，細化連續采煤機的功能，使之能在不同煤巖混合地況下使用，也將是煤巖混合巷高效掘進技術的重要發展方向。

3.4 高效掘進的配套技術

不斷完善煤礦高效掘進的配套技術也是提高煤礦掘進效率的重要手段，例如不斷開發新的除塵設備，以保證采掘人員的呼吸健康；不斷提高支護技術的安全性和可靠性，減少巷道坍塌對煤炭開采造成的不良影響。不斷優化礦區地質評估和探測技術，使得煤礦掘進技術的選擇有據可依，盡量做到因地制宜，實時掌控煤礦區地質的變化情況等。

4 結語

由于我國的能源結構以煤為主，對我國來說21世紀仍然是碳的世紀，隨著煤化工技術的不斷發展，煤炭的應用范圍也越來越廣?；诖?，即使在新能源技術不斷發展的背景下，煤炭開采依然十分重要。目前我國煤炭開采的機械化程度比較低，使得煤炭產率大打折扣。在未來如何因地制宜地提高我國煤炭開采效率將成為我國煤炭行業生存發展的關鍵問題。煤炭開采的機械化和無人化也將是21世紀煤炭行業發展的重要方向，這一切都依賴于高效掘進技術的進步。本文對煤炭高效掘進技術的發展現狀進行了分析，并探討了其在未來的發展趨勢，希望能為從事相關工作的人員提供一些有益的

參考。

參考文獻

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作者簡介：賀楠（1986-），男，山東單縣人，山東魯能菏澤煤電開發有限公司彭莊煤礦技術主管，助理工程師，研究方向：煤礦掘進技術。endprint