煤矿掘进新技术新工艺应用现状分析

煤矿掘进新技术新工艺应用现状分析

张明玉 李鑫 张杭杭 高龙

枣庄矿业集团高庄煤业有限公司 山东省济宁市 277600

摘要：煤炭资源的开采关系到我国国民经济的发展，随着煤炭需求量的上升，煤矿企业对煤矿掘进技术深入研究，并将自动化机械设备用于其中。煤矿掘进技术的发展体现在自动化掘进技术的应用方面，实现了自动遥控功能，通过采集实时数据展开定位阶段，实现对掘进设备的掘进纠偏、掘进维护以及故障检修等，有效提高了煤矿掘进效率。

关键词：煤矿掘进；新技术；新工艺

引言

当前在煤矿掘进中常采用全断光爆技术和深孔爆破技术，缩短了爆破时间，提高了爆破效率，极大提升了煤矿巷道的掘进效率。此外，掘进技术的发展体现在自动化掘进技术的应用上，实现了煤矿掘进的遥控功能，并通过实时数据采集进行定位截断，其智能控制还包括掘进纠偏、掘进维护、故障检测和维修、掘进数据上传等功能，极大提高了煤矿掘进的智能化操作水平，从而提高煤矿掘进效率。

1煤矿掘进新技术新工艺的应用现状分析

1.1煤巷综合机械化掘进

将悬臂掘进机、转载机、锚杆钻机、可伸缩带式输送机以及通风除尘设备综合在一起，实现煤巷综合机械化掘进。掘进过程中，各个设备应做好配套作业设置，比如悬臂式掘进机的掘进性能关系到煤矿掘进效果。随着时代的进步与发展，煤巷综合机械化掘进新工艺产生，具体体现如下：①前期工作。进入工作面后启动掘进机，从巷道中心底部开始切割，左右摆动截割头，从下到上切割，切割后自动装运，再推出掘进机并切断电源，实施敲帮问顶、铺网、上钢带等支护工作，最后安装顶锚杆。②截割工艺。掘进截割时要按照巷道围岩的实际情况，根据断面大小使用掘进机，使其截割头产生左右摆动或升降运动。面对中等硬度或较厚的煤岩，建议从下往上分段摆动截割程序。③应用现代化测控技术。测控技术的应用可以提升煤矿掘进机的自控能力，对掘进方向、切割断面与切割点击功率展开监控；监测煤矿掘进机工况，分析其是否存在故障，测控电压、电机负荷、液压系统与温度，完善煤矿掘进能力[1]。

1.2掘进自动化技术的应用

在煤矿掘进生产中，关键在于对掘进工作面进行系统化和自动化的数据分析，基于采集的数据进行生产指令修正，因此在工作面自动化设计时，要解决掘进和支护的平行施工，在掘进中对未来支护进行计算，根据支护要求进行煤层掘进，为巷道支护留下空间。同时煤层掘进要配合原煤的运输连续性，以保证生产的连续性，因此掘进自动化技术发展关键在于建立完善的自动化控制系统，协调掘进、支护和运输等工作的配合进行，提高整个系统的运行高效性。传统的煤矿掘进开采中自动化技术应用较少，煤层开采更多依赖于人力控制，而随着信息化技术、通信技术和计算机技术的发展，煤矿掘进技术也开始向着自动化的方向发展，相应的自动化控制系统开始应用于煤矿生产中，例如在山东新汶煤矿中应用自主研发的掘进工作面自动化控制系统，煤层工作面的掘进和支护作业实现了平行化和自动化的操作，通过对煤层开采实时数据进行采集和分析，保证开采连续化进行，并对开采煤矿的运输自动优化，同时自动化技术通过计算机对开采生产进行实时监控，监测自动化设备的故障状况，并通过控制中心的数据反馈进行实时故障诊断和维修。此外，自动化掘进工作面能够对周围的开采环境进行监控，保证煤矿生产的安全性，通过在煤矿掘进中的试验发现，自动化工作系统的应用能够极大提高工作效率，煤层掘进效率提高6m/d，同时减少了人工的使用，由原来的每天45名职工降低到25名职工，系统在运行过程中没有出现安全事故和环境污染，极大提高了生产的安全性和环保性。自动化技术包含了实时监测系统、中心控制系统、掘进面控制系统、设备检测系统、故障分析和应急系统、环境监控系统、自动化运行系统、支护系统及工作面安全系统等，实现了掘进生产的连续化和自动化生产[4]。

1.3支护技术

支护技术需要与煤矿掘进技术相互配合，特别是针对厚煤层的掘进与开采，这是未来煤矿掘进新技术与新工艺创新的关键。可以在大倾角与高地压巷道中使用预拉力支护技术，将强度较大的支护锚杆与W型钢材用于支护中，使其拥有340MPa左右的承载压力，提升支护设备对压力的承载能力。

当前煤矿掘进中使用到的支护技术主要分为以下几种：①巷道棚式支护技术。该技术以木质结构、混凝土结构、金属材料为支架，但巷道棚式支护方式无法对复杂巷道起到良好的支护效果，在岩层表层与支架连接时耗费大量成本。②巷道砌碴支护技术。该技术以混凝土为支护材料，可以在坚固的煤层巷道内应用。③U型钢材支护技术。该技术适用于深井巷道支护，如果岩层存在破碎或者破落情况，可以将U型钢材支护技术与锚喷技术同时应用，强化对煤矿巷道和工作面的支护效果。④锚杆支护技术。以锚杆结构强化支护强度，提升对岩层形变的控制力。结合煤层实际情况合理选择锚杆结果，发挥锚杆的最大承载力，防止煤层巷道岩层发生形变问题。⑤联合支护技术。多种支护技术综合使用，将锚杆与锚索相结合，提高支护效果，使锚杆结构起到良好的承载作用，锚索通过将围岩和锚杆连接来提升承载应力。该技术可以用于复杂煤层巷道。

2有关煤矿掘进技术的发展趋势

2.1有关煤矿掘进自动化技术的发展

随着对掘锚技术更进一步的研究，目前为止，我国将关注点放在了技术的相互融合和掘进设备功能的相关集成。煤矿掘进设备涉及的领域非常的多，主要有计算机技术、通信技术、电气控制技术等，这些技术也将随着科学技术的发展逐渐成熟，成为煤矿掘进技术中的主流技术。现阶段，对系统的控制主要是利用计算机断面控制盒。在进行煤矿掘进任务时，掘进技术达到了方向控制、全功能遥控以及智能监测预报等功能。并且设备在运行时，还能够进行自主定位、自动改良误差以及自动截割[2]。因此煤矿掘进自动化技术在不断的发展，未来的自动化技术将可以实现功能一体化，并且还可以实现技术之间的融合，更好的完成掘进任务。

2.2有关对掘进设备适应性的提高

在对煤矿进行掘进工作时，掘进机起着非常重要的作用。对于掘进机来说，其适应性的好坏对掘进的效率以及质量有着直接的影响，并且其适应性还决定着掘进成本的高低，因此掘进机适应性的提高非常必要。要想提高掘进机的适应性，需要对现在存在的掘进机进行相应的改造。例如生产新型截割方式和具有较强硬度的硬岩截齿，这样可以让掘进机有效提高适应性，因为在不同的地形掘进机都可以立刻发挥作用，很好的节省掘进时间[3]。即使是岩石地质也可以很好的使用掘进机进行掘进工作，很大程度上减少了掘进机的使用时间。目前为止，我们需要关注的就是在各个方面都提高掘进机的适应性，不仅仅停留在不同的地质方面。

结束语

煤炭资源在中国经济发展中发挥着重要作用，同时随着煤矿掘进技术的发展，越来越多的新技术和新工艺开始投入使用，极大提高了煤矿企业的开采效率，推动煤矿企业的发展，在这样的背景下，煤炭企业应当注重新技术和新工艺的研发，结合企业实际状况进行创新应用，提升煤矿开采的掘进效率。

参考文献

[1]刘根民,杨保健.煤矿掘进机的机械化发展与展望[J].装备机械,2019(02):62-64.

[2]周玉,王超.煤矿掘进技术的应用及优化措施[J].内蒙古煤炭经济,2017(23):41+88.

[3]常艳斌.煤矿开采与掘进支护的应用技术探讨[J].能源与节能,2017(07):141-142.

[4]王连富,戴月升,张维勇,李刚.掘进工作面粉尘综合治理新技术在白庄煤矿的实践与应用[J].山东工业技术,2017(12):85-86.

[5]李广明.煤矿深部掘进锚杆支护新技术探究[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2015(03):108-109.