煤礦巷道掘進技術與裝備的現狀及趨勢分析

德財

摘 要：隨著開采條件的日益復雜與惡劣，人們對巷道掘進與支護技術提出了更高的要求，我國煤礦的挖掘工作較難推進，其根本原因是煤礦所處的位置較深，在實際挖掘工作中只能應用井工展開工作。對煤礦進行挖掘的過程中，還要對相關的巷道進行開采，巷道的開采工作必須運用掘進技術。隨著社會經濟的不斷發展，我國煤礦開采技術也得到了迅猛提升，但煤礦掘進技術的正確使用及相關安全管理仍是一大問題。為保障煤礦開采工作展開的合理性，在煤礦開采過程中要選用合適的掘進技術。基于此，以下對煤礦掘進技術進行了探討，預測了掘進技術與裝備未來發展方向與趨勢。

關鍵詞：巷道掘進;快速掘進;掘進裝備;智能化

引言

近幾年，隨著國民經濟的發展，對煤炭需求量也在不斷地增長。因此，對煤礦開采技術有了新的要求，只有保證我國煤礦的開采能力，才能提高煤炭企業的經濟效益，保證開采的安全。我國煤炭開采主要以地下開采為主，其中巷道掘進成了煤礦開采的關鍵技術，因此煤礦企業需要高度重視巷道掘進技術以及裝備的運用。針對大型煤礦的開采，綜采機械技術高于綜掘機械化水平，最終導致煤礦巷道掘進技術呈現不均勻的發展，因此提升煤礦巷道掘進技術和裝備的高效性是一項刻不容緩的工作。推動煤礦巷道掘進技術的快速發展和裝備的升級是我國煤礦企業技術發展的必然趨勢。

1煤礦巷道機械化掘進工藝

1.1機械化掘進

機械化掘進工藝的核心是機械落煤，掘進斷面相對規整，應力集中狀況相對不突出，增加了巷道的穩定性，有效降低了頂板事故發生的可能和瓦斯的溢出量，該工藝下可視情況增加輕型支架的應用。連續采煤機和錨桿鉆車配套作業適用于斷面大的巷道，尤其在煤巷掘進中易達到高進尺，不僅有利于實現開采煤、運輸、裝煤作業的同步開展，而且該工藝可被用于回采邊角煤或作業于大寬度煤層等。但是前掘后錨的多巷分段交替作業，就有可能增加聯巷，從而需要增強通風系統的安全可靠性。掘錨一體化掘進工藝是以懸臂式挖掘機作為基礎的機載錨桿掘錨機來開展作業，從而達到截割、裝載、運輸和錨護的連續協同進行，掘進速度得到保障，掘進工程質量也易于達標，且所需的操作人員相對較少。由于該工藝下的工作面可得到及時支護，生產循環進度小，其在地質條件較差的作業環境下優勢明顯。但是該工藝較適合單巷掘進，在一定程度上增加了支護材料的搬運難度。

1.2連續采煤機掘進技術

一些煤礦的開采作業中，有時會遇到大斷面煤巷的情況，這種煤巷的作業環境相對特殊，在挖掘作業中，連續采煤機更為適用，在具體的應用過程中，相關人員需結合現場的具體情況，來對相應的流程加以優化，使得掘進作業更為安全與高效。連續采煤機與其他的設備有所不同，其本身的截割寬度較大，在作業時可以實現集煤、裝運與運走的集成，工序更為簡單，有效避免了大斷面對掘進工作的不利影響。大斷面煤巷環境下如果采用的是連續采煤機來進行掘進，一般需分上下兩層來進行，這種分層掘進的方式對工藝流程實現了優化。

2掘進技術與裝備的發展趨勢

2.1掘進機器人的研制

2019年，國家煤礦安全監察局發布《煤礦機器人重點研發目錄》，對掘進、臨時支護、鉆錨機器人提出具體要求。在掘進機器人方面，研發能夠自主決策、智能控制的掘進機器人，具備定位導航、糾偏、多參數感知、狀態監測與故障預判、遠程干預等功能，實現掘進機定位定向、位姿調整、自適應截割及掘進環境可視化;在臨時支護機器人方面，研發掘進巷道圍巖狀態智能感知、自主移動定位臨時支護機器人，具備支撐力自適應控制、支護姿態自適應調控、多架協同及遠程干預等功能，確保掘進巷道臨時支護及時可靠;在鉆錨機器人方面，研發由錨桿機、錨桿倉及智能控制系統組成的鉆錨機器人，實現錨桿間排距自動定位、整機自動或遙控行走、鉆孔、填裝錨固劑、錨桿裝卸、鎖緊錨桿等功能，滿足井下巷道的快速支護要求。目前國內外主要制造廠商和科研機構都在掘進機器人技術領域開展探索和攻關，其中錨桿錨索支護機器人、掘進機器人以及輔助運輸機器人等已成為行業研究熱點。

2.2深入掘錨一體化技術

現如今，世界上很多煤礦企業在煤炭開采過程中都應用了掘錨一體化技術，它可以改善傳統的采煤技術，具有快速、高效的掘進支護能力。因此，我國也應該設計掘錨機組。根據其他國家現有的技術，不斷提高設備的性能。同時明白掘錨一體化技術能夠有效提升錨桿支護的效果，改善傳統巷道作業的環境，提升掘進的速度。因此，我們應該重視掘錨一體化技術的發展，在研究過程中需要結合我國實際地質結構的特點、煤礦開采的要求來研究新工藝。

結語

掘進技術與裝備是煤炭工業高質量發展的核心技術與裝備支撐，筆者通過系統分析掘進技術的相關基礎理論與研究現狀，調查研究適應不同地質條件的掘進裝備與配套的掘進工藝，歸納制約我國煤炭掘進技術與裝備發展的因素，在總結了現階段掘進技術與裝備的基礎上，全面分析研究了現階段國家政策導向、行業發展方向、市場內在需求、新技術應用，給出了掘進技術與裝備未來發展方向與趨勢。通過對煤礦掘進技術與裝備的現狀及趨勢分析研究，總結出該領域的代表性研究成果與問題，以此為行業發展進步提供參考。

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