Ｃｏａｌ ｍｉｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 浅议掘进技术的现状与未来发展方向 李传刚 （华润天能徐州煤电有限公司大刘煤矿，江苏徐州２２１ １５０） 【摘要】目前，煤矿掘进方面的先进技术主要有连续采煤机 放大和楔块的原理。工作方法：首先钻一个特定直径和深度的孔，采掘合一技术、掘锚一体化掘进技术、分裂机、液压破碎锤联合掘 进技术、光面爆破技术和负载反馈调速技术。未来掘进技术的发展 方向有：可视化矿石识别技术、断面成型控制技术、行走机构的智 将岩石劈裂机的破碎头部分插入孔中，中间楔块在液压力的作用下 向前移动并将两个反向楔块撑开。最大张力达４８０吨，将岩石结构从 内部进行破坏，几秒种内就会产生裂缝。与领域传统作业方式相比， 能化控制技术和截割功率自动调节控制技术等。 【关键词】煤矿掘进；采掘合一；掘锚一体化；光面爆破 就目前情况来看，我国绝大多数的煤矿生产都是在地下进行的， 只有极少数开采是露天的。根据有关资料统计，在我国有八成以上 的煤矿开采需要在地下进行，此种类型的开采需要井工在井下作业， 同时需要其在地表下开掘出大量的巷道，这样才能便于采煤和运输 作业的高效运行。国家对掘进和回采的方针是：采掘并重，掘进先 行。煤矿要达到稳产高产，那么煤矿巷道的快速掘进必须得到保证， 这是一个关键的技术措施。掘进的技术和掘进的机械装备的水平直 接与煤矿生产能力以及煤矿安全相挂钩。下面，本文就对近年来发 展起来的一些煤矿掘进先进技术进行回顾总结，并对煤矿掘进技术 的未来发展做一个简单地展望。 １煤矿掘进技术现状 １．１连续采煤机采掘合一技术 世界上的一些采煤大国，比如美国、澳大利亚，他们长期采用 的掘进技术就是连续采煤机多巷掘进，这种方法是煤矿巷道高效快 速掘进的主要方法之一。如今，我国在这方面也在不断向国外看齐， 各种连续采煤机不断地被研发出来，连续采煤机煤巷掘进采取采掘 合一的工作方式，掘进速度快，既可用于短臂机械化开采及回收边 角煤，又可用于巷道快速掘进。它整机布置紧凑，多电机独立驱动， 工作效率高；牵引电机采用直流串励电机，牵引特性好，过载能力 强；主要液压件大都采用进口，保护完善，工作可靠 优点相当突 出，所以说连续采煤机多巷高效掘进是当前高产高效工作面采掘准 备的优选方式。 １．２掘锚一体化掘进技术 一直以来，发展掘锚联合机组，实现“掘支锚一体化”平行作 业是公认的加快煤巷掘进和锚杆支护速度的必要手段。通过不断地 学习和借鉴国外相关先进技术，我国在这方面也有长足的进步。目 前掘锚机组主要两种：一种是以连续采煤机为基础的掘锚机组；另 一种是悬臂式掘进机机载锚杆机的掘锚机。掘锚机组的原理就是将 掘进与支护有机地组合起来，实现通过同一台设备来实现掘进和支 护工作，从而可以大大缩短掘进与支护设备的换位作业的时间。 掘锚一体化机组是我国技术创新项目，是当今世界一流的掘进 科研成果。它一改矿井掘进过程中截割、扒装、运输、锚网支护等 传统单一的作业手段，采用截割落煤与锚网支护同时作业的新模式， 优化了作业流程，具有高可靠性、速度快、自动化、工效高、人工 强度低等优点，特别是用于大断面煤巷掘进时优点更为突出。 Ｌ ３分裂机、液压破碎锤联合掘进技术 世界经济的全球化不断深入和发展，带动了包括技术等等多方 面的交流和借鉴。在向国外一些采煤大国的先进掘进机械技术的不 断学习和研究之后，目前，中国国内也开始研究和生产一些先进的 掘进机械，这其中比较具有代表意义的就是分裂机、液压锤的发展。 液压锤联合采矿掘进，是先用岩石分裂机将矿脉的岩体分裂， 然后用液压锤将分裂的大块矿岩打成小块，再装车运至指定地点。 这一方法也叫做非爆破采矿法。液压式岩石劈裂机替代了爆破和传 统的破碎方法。它在破碎岩石和混凝土时不会产生压力波，也没有 振动、噪音和粉尘，在采石场的荒料开采领域也拥有很大的技术优 势。这种分裂机、液压破碎锤联合采矿掘进的方法，属采矿和岩巷 掘进，其工艺流程是钻孔机开孔一各孔中安放分裂机一各分裂机分 裂岩石、开槽一液压破碎锤将矿岩破碎成小块一装载机外运。 它的工作原理：岩石的抗压强度很高，相比之下它的抗拉强度 却相当低。岩石劈裂机就用这个原理制成的，它有效地利用了液压 ３６２ ｌ华东科技 它的特点是：安全性好、环保性好、经济性效益高、操作简单灵活。 １．４光面爆破技术 在现今的煤矿掘进中，光面爆破，也越来越多地得到了采煤单 位的采用。用光爆方法施工，岩层能较精确地沿设计轮廓断裂下来， 使岩面平整，规则，同时还能够保证围岩的整体性和稳定性。 光面爆破的起爆顺序为：主炮孔一一缓冲孔一一光爆孔，其中 光爆孔延后缓冲￣［，ｌＯＯｍｓ左右起爆。光面爆破的破岩机理相当复杂， 现在还没有研究出确切的破岩机理。但是在通过实际应用的分析之 后，己经达到了一定的共识。一般可以认为爆炸的时候，主要是气 体发生膨胀，气体做功，从而达到爆破效果的。光面爆破的时候， 四周的炮眼同时起爆，每一个炮眼都会产生冲击波，并且沿着径向 向四周传播，而相邻的炮眼产生的冲击波相遇之后，会发生冲击波 的叠加，也就是应力的叠加，同时会出现切向拉力，而最大的拉力 值发生在相邻炮眼的连线的中心，所以如果岩体的抗拉强度达不到 这个切向拉力时，岩体就会被此拉力拉裂，在炮眼中心连线上形成 裂缝，随后，随着爆炸气的膨胀，合裂缝会进一步地扩展，从而最 终形成平整的爆裂面。光面爆破的设计是由很多方面的因素决定的， 包括起爆器材的选择，炸药的选择等，而重中之重是光爆参数的选 择。在实际工程应用中，不能只参照计算结果，还要用工程类比和 试验的方法来调整光面爆破参数，这样才能使得实际效果跟预想的 一样。 １．５负载反馈调速技术 切割牵引速度足煤矿掘进机的一个重要工况参数，合理的切割 牵引速度不仅与掘进机自身参数有关，还与煤岩硬度、钻人深度和 切削厚度有关，负载反馈调速技术就是利用比例多路换向阀、变量 泵一负载反馈无级调速，合理调整切割牵引速度，有效地减少功率 损耗，降低液压系统发热，延长液压元部件使用寿命，使掘进机能 可靠地工作。 ２掘进技术未来发展方向 随着煤炭行业的高速发展，随着每年国内煤矿产量的居高不下， 尤其在部分国有重点煤矿企业中，机械化程度已经达到９５％以上，这 必然给掘进技术及机械提供了一个不断革新和发展的平台，积极加 强掘进技术的发展成为必然趋势，掘进技术必将迎来更大更广阔的 发展空间。就目前来看，有以下几点发展趋势：（１）可视化矿石识 别技术；（２）断面成型控制技术；（３）行走机构的智能化控制；（４） 截割功率自动调节控制。 ３结束语 ． 虽然新的能源层出不穷，但是煤炭在我国能源使用中仍然发挥 着重大作用，对煤炭的需求量一支居高不下。与国外采煤先进国家 相比，我国的采煤技术还比较落后，尤其是在掘进方面，更是存在 很多不足，掘进已经成为制约我国煤炭采掘业发展的瓶颈。因此， 我们要不断发展先进的掘进技术，推动我国采煤业的发展。 参考文献： ｆ１１杨善国．液压锚杆钻机设计研究［Ｄ】冲国矿业大学，２００９． ［２】李跃宇，吴志海．我国煤矿掘进装备技术发展的思路Ⅱ］煤炭科学技 术，２０００．９． 『３１史建国．如何改善爆破技术提高巷道掘进速度Ⅱ］．今日科 苑，２００８，（Ｏ８）． ［４】于广龙．浅谈掘进巷道的快速施工Ⅱ】．中州煤炭，２０１０，（０１）． ［５】张标．张永强．提高巷道掘进速度的有效途径Ⅱ１．煤，２００８，（１２）． 『６１安福龙．姚玉红．影响巷道掘进的原因及防范措施卟科技情报开 发与经济，２００５．（１１）．
