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煤矿巷道掘进技术浅析

  • 投稿Lesl
  • 更新时间2015-09-14
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王 峰

(双鸭山矿业集团新安煤矿掘进科,黑龙江双鸭山155138)

摘 要:煤矿巷道掘进速度,直接影响到煤炭企业的生产能力。本文对目前煤矿企业经常采用的悬臂式掘进机掘进技术、连续采煤机掘进技术、掘锚联合机组掘进技术,及全断面掘进机掘进技术,进行了简单的分析。

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关键词 :煤巷;掘进;速度

中图分类号:F407.21文献标志码:A文章编号:1000-8772(2015)19-0198-01

收稿日期:2015-06-10

作者简介:王峰(1980-),男 ,汉,吉林公主岭人,本科学历,中级职称,研究方向:采矿工程

煤炭作为我国广泛使用的能源之一,现在虽然开发和使用了一些替代能源,但其作为主要能源的地位仍然无法被动摇。掘进技术的水平,直接影响煤矿的安全和生产,我国幅员辽阔煤炭的储量丰富,但各地区地质结构差异较大,因此煤层赋存条件复杂多样,采用的煤巷掘进技术也多种多样。目前,掘进技术中经常采用的有悬臂式掘进机掘进技术、连续采煤机掘进技术、掘锚联合机组掘进技术,及全断面掘进机掘进技术等。

1、悬臂式掘进机掘进技术

悬臂式掘进机是一种能够实现截割、装载运输、自行走及喷雾除尘的联合机组。悬臂式掘进机分类方法较多:按体积和重量分:小型、中型和大型;按工作机构工作方式分:纵轴式掘进机和横轴式掘进机。

悬臂式掘进机主要由截割机构、装载机构、运输机构、行走机构、控制系统、冷却灭尘系统及操作控制与保护等部分组成。悬臂式掘进机掘进时,无需爆破作业,提高了巷道围岩的稳定性;掘进平均速度比用钻爆法提高1.5~2倍;可改善井下工作环境,降低巷道粉尘和有害气体污染;降低劳动强度,减少巷道作业人员,提高安全性。我国在上世纪60年代开始研究和应用悬臂式掘进机,产品型号多达20多种,适用于各种工作面的使用。我国自主研发的悬臂式掘进机具有结构紧凑、重心低、工作稳定性好、破岩能力强、适应性好、维护量小、和自动检测和故障诊断功能。以山东中煤集团生产的悬臂式掘进机为例,该企业生产的悬臂式掘进机型号有EBZ75型、EBZ200型等。EBZ75 悬臂式掘进机为悬臂式部分断面掘进机具有:结构紧凑、重心低、操作方便、工作平稳;切割头采用电机驱动过载能力强;所有部件设计成小部件组合,有内喷雾,除尘效果好;液压系统简单,便于维护。适用于巷道断面6—17m2煤巷或者半煤巷的巷道掘进,也可以在铁路,公路,水利工程等隧道掘进中使用。EBZ200悬臂式掘进机能实现连续切割、装载、运输作业,其重心低、稳定性好、液压系统简单、可靠性高、作业效率高、智能化程度高、易维护、装载运输能力强 切割机构故障率低。适用于煤巷或半煤岩巷以及软岩的巷道掘进,也可在铁路、公路、水力工程等隧道施工中使用。最大定位截割断面可达32m2截割硬度为80MPa。要求环境温度为0~30℃坡度±18°

2、采煤巷连续采煤机掘进技术

连续采煤机是一种具有较大截割宽度的集落煤、装运及行走为一体的综合机械化掘采设备,它既可以用来开掘以煤为基岩的巷道,又可作为单独的采煤机使用,对地质条件好的巷道开掘或者对煤矿井田构造复杂的边角煤开采有较大的优势。

连续采煤机最早出现在美国,1949年美国利诺斯(LEE - NORSE)公司研制成功第一台连续采煤机,

其发展经历了三个阶段:第一阶段是CM28H型、3JCM和6CM型为代表的截链式连续采煤机,其结构比较复杂、装煤效果差、生产能力较低;第二阶段是8CM型为代表的摆动式截割头连续采煤机,其生产能力较高,装煤效果较好,但是振动量较大,维护费用较高;第三阶段是滚筒式连续采煤机高速发展,由早期的 10CM、11CM系列,逐渐发展到12系列,用于中硬煤层掘进的12CM12 -10B、12CM 18 - 10D和B型机和用于坚硬煤层掘进的12 HM31C型和B型机等型号。我国研发的ML400连续采煤机由三一重工美国研究院从美国聘请5名国际顶级专家并选调3名中国工程师赴美,采用海内外协同研发的方式,共同开发。该机结构紧凑、截割能力强、操作方便、运行可靠,还可以实现自动化检测与控制,可以满足房柱式采煤、回收边角煤以及煤巷快速掘进和采煤工况。

3、掘锚联合机组掘进技术

为适应日产万吨级综采工作面快道推进的需要,各国研制开发了集快速掘进、锚杆支护为一体的掘锚机械化平行作业装备——掘锚联合机组。在大断面煤巷掘进中年进尺可高达1.5万~2万m,目前掘锚机组在国外已趋成熟,国际上有近10家厂商开发研制掘锚机组,已有30余种机型。掘锚联合机组应用的一条最主要的经验就是,掘锚联合机组掘进技术必须与具体使用条件结合起来,否则,这一先进技术无法达到预期效果。鉴于国内煤矿同国外相比在岩层条件、开采深度、巷道布置、巷道断面、护巷方式等方面有着明显的差异,因此,必须引进符合各煤矿具体条件和使用要求的掘锚机组。

4、小结

各个国家和地区的地质结构不同,煤层分布也差异较大,采用的掘进技术也不尽相同。国外煤矿掘进技术中机械化程度较高,掘进技术发达,生产效率较高;国内煤矿掘进中机械化程度也在不断提高,但由于各煤矿地质结构、巷道布局等差异较大,机械化设备的配套设施不够完善,巷道掘进技术的提升空间还较大。

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参考文献

[1] 何满潮,袁和生,靖洪文等.中国煤矿锚杆支护理论与实践.北京:科学出版社,2004-04.

[2] 王玉浚.中国煤炭开发战略研究.太原:山西科学技术出版社,1999.

(责任编辑:赵蕾)