煤矿巷道掘进技术与装备的现状及趋势分析

德财

摘 要：随着开采条件的日益复杂与恶劣，人们对巷道掘进与支护技术提出了更高的要求，我国煤矿的挖掘工作较难推进，其根本原因是煤矿所处的位置较深，在实际挖掘工作中只能应用井工展开工作。对煤矿进行挖掘的过程中，还要对相关的巷道进行开采，巷道的开采工作必须运用掘进技术。随着社会经济的不断发展，我国煤矿开采技术也得到了迅猛提升，但煤矿掘进技术的正确使用及相关安全管理仍是一大问题。为保障煤矿开采工作展开的合理性，在煤矿开采过程中要选用合适的掘进技术。基于此，以下对煤矿掘进技术进行了探讨，预测了掘进技术与装备未来发展方向与趋势。

关键词：巷道掘进;快速掘进;掘进装备;智能化

引言

近几年，随着国民经济的发展，对煤炭需求量也在不断地增长。因此，对煤矿开采技术有了新的要求，只有保证我国煤矿的开采能力，才能提高煤炭企业的经济效益，保证开采的安全。我国煤炭开采主要以地下开采为主，其中巷道掘进成了煤矿开采的关键技术，因此煤矿企业需要高度重视巷道掘进技术以及装备的运用。针对大型煤矿的开采，综采机械技术高于综掘機械化水平，最终导致煤矿巷道掘进技术呈现不均匀的发展，因此提升煤矿巷道掘进技术和装备的高效性是一项刻不容缓的工作。推动煤矿巷道掘进技术的快速发展和装备的升级是我国煤矿企业技术发展的必然趋势。

1煤矿巷道机械化掘进工艺

1.1机械化掘进

机械化掘进工艺的核心是机械落煤，掘进断面相对规整，应力集中状况相对不突出，增加了巷道的稳定性，有效降低了顶板事故发生的可能和瓦斯的溢出量，该工艺下可视情况增加轻型支架的应用。连续采煤机和锚杆钻车配套作业适用于断面大的巷道，尤其在煤巷掘进中易达到高进尺，不仅有利于实现开采煤、运输、装煤作业的同步开展，而且该工艺可被用于回采边角煤或作业于大宽度煤层等。但是前掘后锚的多巷分段交替作业，就有可能增加联巷，从而需要增强通风系统的安全可靠性。掘锚一体化掘进工艺是以悬臂式挖掘机作为基础的机载锚杆掘锚机来开展作业，从而达到截割、装载、运输和锚护的连续协同进行，掘进速度得到保障，掘进工程质量也易于达标，且所需的操作人员相对较少。由于该工艺下的工作面可得到及时支护，生产循环进度小，其在地质条件较差的作业环境下优势明显。但是该工艺较适合单巷掘进，在一定程度上增加了支护材料的搬运难度。

1.2连续采煤机掘进技术

一些煤矿的开采作业中，有时会遇到大断面煤巷的情况，这种煤巷的作业环境相对特殊，在挖掘作业中，连续采煤机更为适用，在具体的应用过程中，相关人员需结合现场的具体情况，来对相应的流程加以优化，使得掘进作业更为安全与高效。连续采煤机与其他的设备有所不同，其本身的截割宽度较大，在作业时可以实现集煤、装运与运走的集成，工序更为简单，有效避免了大断面对掘进工作的不利影响。大断面煤巷环境下如果采用的是连续采煤机来进行掘进，一般需分上下两层来进行，这种分层掘进的方式对工艺流程实现了优化。

2掘进技术与装备的发展趋势

2.1掘进机器人的研制

2019年，国家煤矿安全监察局发布《煤矿机器人重点研发目录》，对掘进、临时支护、钻锚机器人提出具体要求。在掘进机器人方面，研发能够自主决策、智能控制的掘进机器人，具备定位导航、纠偏、多参数感知、状态监测与故障预判、远程干预等功能，实现掘进机定位定向、位姿调整、自适应截割及掘进环境可视化;在临时支护机器人方面，研发掘进巷道围岩状态智能感知、自主移动定位临时支护机器人，具备支撑力自适应控制、支护姿态自适应调控、多架协同及远程干预等功能，确保掘进巷道临时支护及时可靠;在钻锚机器人方面，研发由锚杆机、锚杆仓及智能控制系统组成的钻锚机器人，实现锚杆间排距自动定位、整机自动或遥控行走、钻孔、填装锚固剂、锚杆装卸、锁紧锚杆等功能，满足井下巷道的快速支护要求。目前国内外主要制造厂商和科研机构都在掘进机器人技术领域开展探索和攻关，其中锚杆锚索支护机器人、掘进机器人以及辅助运输机器人等已成为行业研究热点。

2.2深入掘锚一体化技术

现如今，世界上很多煤矿企业在煤炭开采过程中都应用了掘锚一体化技术，它可以改善传统的采煤技术，具有快速、高效的掘进支护能力。因此，我国也应该设计掘锚机组。根据其他国家现有的技术，不断提高设备的性能。同时明白掘锚一体化技术能够有效提升锚杆支护的效果，改善传统巷道作业的环境，提升掘进的速度。因此，我们应该重视掘锚一体化技术的发展，在研究过程中需要结合我国实际地质结构的特点、煤矿开采的要求来研究新工艺。

结语

掘进技术与装备是煤炭工业高质量发展的核心技术与装备支撑，笔者通过系统分析掘进技术的相关基础理论与研究现状，调查研究适应不同地质条件的掘进装备与配套的掘进工艺，归纳制约我国煤炭掘进技术与装备发展的因素，在总结了现阶段掘进技术与装备的基础上，全面分析研究了现阶段国家政策导向、行业发展方向、市场内在需求、新技术应用，给出了掘进技术与装备未来发展方向与趋势。通过对煤矿掘进技术与装备的现状及趋势分析研究，总结出该领域的代表性研究成果与问题，以此为行业发展进步提供参考。

参考文献

[1]甄向宇.煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用研究[J].科技视界，2019（10）：177-178.

[2]马孟占.煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J].百科论坛电子杂志，2019（8）：261.

[3]赵寿.煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J].山东工业技术，2018（17）：99.

[4]武德正，魏喜红.煤矿巷道掘进装备关键技术现状和发展趋势分析[J].山西能源学院学报，2018，31（01）：53-55.

[5]王学成.我国煤矿巷道快速掘进技术与装备发展现状[J].煤矿机械，2017，38（06）：1-3.