煤矿高效掘进技术现状与发展趋势

煤矿高效掘进技术现状与发展趋势摘要介绍了我国煤矿高效掘进与支护技术的现状，针对不同煤－岩类型的巷道掘进技术进行了详细分析，分析了我国煤矿主要掘进设备与国外存在的差距，指出了煤矿高效掘进技术的发展趋势。关键词高效掘进掘进设备掘进技术锚杆支护我国煤炭开采以井工为主，2005年国有重点煤矿90.72％的原煤产量来自井工开采。我国煤层赋存条件复杂，呈现多样性，煤层厚度从零点几米到几十米之间变化，为了开采煤炭，需要开掘大量的煤岩巷道。2005年原国有重点煤矿掘进总进尺7464.6km，其中煤巷和半煤岩进尺约6311.4km，占84.6％。2005年原国有重点煤矿综采机械化程度为75.79％，而综掘机械化程度为25.87％（综掘进尺1931.4km），综掘的发展远远滞后于综采。目前为保证原国有重点煤矿1402个采煤工作面的正常生产接替，共配套了3986个掘进工作面（其中开拓工作面1038个），回采与掘进工作面的比例是1:3，为了实现采掘机械化的同步发展，满足当前500多个综采工作面的需要，综掘机械化程度应达到50％以上。同时，随着综采技术的发展，国内已出现了年产几百万吨级、甚至千万吨级超级工作面，使年消耗回采巷道数量大幅度增加，从而使巷道掘进成为了煤矿高效集约化生产的共性及关键性技术。掘进和回采是煤矿生产的重要生产环节，采掘技术及其装备水平直接关系到煤矿生产的能力和安全。高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件，也是巷道掘进技术的发展方向。一、高效掘进与支护技术现状（一）煤巷高效掘进技术20世纪80年代以来，我国对矿井设计进行了改革，取消了岩石集中巷布置方式，将开拓巷道和采准巷道布置在煤层中，增加了煤巷在井巷工程中的比例。目前，煤矿掘进巷道中大量的是煤巷，约占总掘进巷道工程量的70％左右。我国煤巷高效掘进方式主要有3种：第1种是悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线，也称为煤巷综合机械化掘进，在我国国有重点煤矿得到了广泛应用，主要掘进机械为悬臂式掘进机，它适应范围广；第2种是连续采煤机与锚杆钻车配套作业线，在我国神东、万利等矿区及鄂尔多斯地区进行了推广应用，主要掘进机械为连续采煤机，它需要多巷掘进，交叉换位施工；第3种是掘锚机组掘锚一体化掘进，仅在一些矿区进行了使用，目前处于试验阶段。1.煤巷综合机械化掘进煤巷综合机械化掘进由悬臂式掘进机、转载机、可伸缩带式输送机（或刮板输送机）、单体锚杆钻机、通风除尘设备及供电系统等设备组成。悬臂式掘进机是煤巷综合机械化掘进的关键设备，掘进机的性能对于提高掘进工效和掘进进尺具有重要作用。我国煤巷悬臂式掘进机的研制和应用始于20世纪60年代，以30～50kW的小功率掘进机为主，研究开发和生产使用都处于试验阶段。80年代初期，为适应煤矿机械化生产发展的需要，我国引进了AM50型、S-100型掘进机两种为代表的机型，对发展我国综掘机械化起到了推动作用。同时，国内加强对引进机型的消化吸收工作，积极研制开发了适合我国地质条件和生产工艺的综合机械化掘进装备。经过近30年的消化吸收和自主研发，目前，我国已形成年产1000余台的掘进机加工制造能力，研制生产了20多种型号的掘进机，初步形成系列化产品，基本能够满足国内市场的需求。我国现用煤巷悬臂式掘进机主要技术性能参数见表1。表1我国煤巷悬臂式掘进机主要技术性能脾

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彻上海邮分院AM50型、S-100型掘进机均为国外20世纪70年代的产品，设备功率小、机重轻、破岩能力低及可靠性差，仅适合在条件较好的煤巷中使用。近年来，我国相继开发了以EBJ-120TP型掘进机为代表的替代机型，在整体技术性能方面达到了国际先进水平，正在推广应用。EBJ-120TP型掘进机于2002年通过了中国煤炭工业协会组织的鉴定，2003年获中国煤炭工业科技进步特等奖，2004年获国家科技进步二等奖，目前已应用500多台。我国研制的新一代煤巷掘进机具有以下技术特点：1)整机结构紧凑、设计合理；诞2)嚷机身彻矮、沿重心彩低、葛工作此稳定鸦性好怨；堂3)规生产豆能力赌大、暮破岩抖能力狠强、箭适应做性好咏；赤4)突采用迁液压常马达皆直接估驱动烤装载唉机构蜻，结胶构简额单，民工作灰稳定未，可局靠性基高，湿减少演了维荣护量疫；宵5)趴采用荒无支饿重轮损履带娘行走握机构崖和履求带导刚向轮像黄油泼缸张蠢紧装剧置，影提高叠了履良带行乓走机筋构的唇可靠挤性；棒6)病液膜压系秃统简包单可菠靠，烘增设扰了自密动加针油装环置，召提高挂了液雁压系犬统的舌可靠犹性；巧7)常电世气系廉统采桂用了暖PL酱C控据制，蚂具有申工矿爽检测列和故饱障诊态断功辜能。恨庸近几笨年，束国产印掘进骄机在饶煤巷章掘进巧中取蜘得了删较好善的成木绩，壮实际愉年进择尺可茅达6列0斧00愈～8拿0射00雁m，辉基本障满足煮了煤康巷高云效掘量进的蹲需要胆。2垄00素4年衔潞安呼矿业预集团正常村箭煤矿许综掘袄一队赵采用食E芹BJ俊-1泽20莫TP尚型掘勺进机怨，在爪大断秃面煤萍巷掘摘进中全创月蛋进6扫80泽m的棒好成收绩。泛20它05踢年金助峰集灾团寸妹草塔掏煤矿泡使用爬EB汗J-些12使0T唇P型普掘进补机最心高日贫进尺婆为7她2m都,月汉进尺队90窜5m辩。2毛00沟5年竭鄂尔屯多斯赠宏景立塔矿神使用历EB封J-险12开0T窜P型侮掘进腿机日蹄进尺晨达到霞了4教0m怖。悬缘臂式香掘进号机在冠我国爱重点慧煤矿尖已普蓬遍使剥用，城发挥坟了重惕要作纳用。趟但由标于是夸单巷谷掘进协，且展采用丛单体紫锚杆见进行属锚杆胡支护页，掘查进和步支护如不能旷平行衫作业凉，影暑响了携掘进乖速度厨的进春一步负提高怒。钩2.吵大断佣面煤州巷连顽续采晃煤机贝高效斑掘进漫连续月采煤梯机是盏一种笨具有诵较大民截割先宽度津的集蛛落煤使、装遥运及盖行走非为一者体的承综合帐机械况化掘迁采设包备，示在国浆外广葬泛应既用于观矩形鸦断面侦的双诞巷或恶多巷财快速间掘进钞，以悄及短怒壁开半采，斩已成皂为现沈代高淘产高宴效矿宪井的士重要殿设备饥。我衡国引字进连直续采蚊煤机种始于榆19述79荷年，煤迄今邀为止钳大体仆经历底了单黎机和搞成套威设备违引进海两个乔阶段括。目滔前我叔国神目东公厉司、橡晋城答煤业沈、万础利公鹊司、方晋神业公司展、鲁能能集名团、狮伊东巴公司貌及伊桐泰公石司等商矿区桶使用关连续慌采煤旋机近颂60斗余台伙，用险于大罪断面唉煤巷犁的掘俱进和陶短壁真开采饭。沾连续世采煤坦机掘纹进工线作面屿设备刊配置签按工莫作面串运输铅方式倒一般耳分为凉两种愿：一锈种是场间断教式运启输方姨式，呈工作价面配案置为绪连续弃采煤千机、忧运煤萄车或矮梭车乖、给昼料破绪碎机您、锚哗杆钻沉车、跌铲车会及胶某带输苏送机联；另独一种跃是连瓣续运汁输方律式，椅工作疲面配扰置为甚连续小采煤伞机、感锚杆蜜钻车胶、连葱续运梳输系碌统、骨铲车绪及胶宴带输舞送机哲。连烈续采逝煤机虎在大召断面券煤巷堪掘进塌时，刮连续策采煤社机与昼锚杆豆钻车州采用井交叉蒜换位洒作业男方式币，如冤图1坝所示余，连贵续采骡煤机粱在运盟输巷托道掘男进的劣同时杀，锚糕杆钻混车正葵在回么风巷梯道进猜行锚填杆支浆护作惯业，然当连驱续采姐煤机笼完成咬一个发掘进提循环筝时，宿与锚不杆钻慨车交内换位皆置。叙为满赵足机漂器调龟动和拥运输姓的要蹈求，酬两条芬巷道布之间弃每隔叼50诉m掘泥一条担联络凤巷。嗽图1弹老连喂续采青煤机产双巷墙掘进词站我国感神东睁矿区樱使用晒连续夹采煤倒机进稠行煤析巷掘致进取彼得了逐较好楼的成冶绩，镜平均殃月进统尺在蜓2燃00什0m扑以上拢，并蚂创造举了多古项全瞒国纪谨录，灭为高登产高辜效矿宰井生小产准托备提骂供了雪最佳复技术退途径吗。2婆00屡5年拆神东档公司佣榆家拘梁煤页矿采区用四萄个连印采队休，全泼年完张成掘敞进进亿尺6凝3呼36雨8m咏，其针中月包进尺垄最高缴达7察8鸦02监m，磁为全蚀国之倦冠。架20质04而年神蜂东公感司上殊湾矿燥连采马二队妹使用宽12富CM掌27众-1迟1D像型连已续采现煤机征，掘桂进断姿面6淹m牛×帅4.胸4m姑,创之日进刺尺1游63枣m，久双巷颗掘进伪月进魄尺3阶0镰70缴m。各20脱03堵年神货东公炮司上盘湾矿郊连采详一队燥使用域单机边三巷掘掘进街，完间成月界进尺疯4只65赵6m街，创退全国岸掘进驱纪录贿。除神神东额矿区疤外，清在地鲁质条甲件复道杂的星宁煤判集团辫羊场略湾使即用连掌续采煤煤机被煤巷僵掘进统，最样高月挎进尺漆达4日0m骄，月纸进尺国1兄00滑0m工。在瓣我国炊连续响采煤澡机实菊现煤哄巷高帝效掘耻进的仍使用香经验沙表明戴，连蒸续采魄煤机笼用于娘长壁霸工作壮面顺牧槽双驴巷及帝三巷旦掘进强，完张全可洁以满为足高棒产高朴效综扫采工广作面亡月推尤进速短度的谱要求婚，而讲且掘墨进成繁本比愁采用祥悬臂写式掘诞进机液（如短S1酬00母）降重低1偶60仰元/教m。势但由秆于需召要较旅好的骡煤层谎赋存顾条件政，不慰能实恐现单至巷掘脆进，籍连续雁采煤改机用则于煤立巷掘昆进具兼有一蜂定条咐件限抵制。祖国内哗连续踏采煤牵机的温研制垮工作淹正在皇进行狸中。由3.统掘锚亲机组臣掘锚土一体摊化掘蜂进驼为了喜实现煎煤巷售快速赵高效释掘进依，适胁应锚辰杆支仁护技巩术的闻快速支发展掌，世渠界主袖要采役煤国阿的快膛速掘钱进装恩备在摆不断管的发茶展，坐掘锚扯机组寇是适常用于牲高产刑高效毙矿井文煤巷玩高效窗掘进新的掘怎锚一坡体化航设备交，是穿在连系续采筹煤机冬或悬拨臂式含掘进劳机的隐基础富上发斧展的承一种爹新型眠掘进北机型示。掘佩锚机拨组是佣将掘扭进与妻支护健有机图地组涉合起岛来，板减少物掘进狗与支寄护设棉备的桨换位耳作业仪时间酱，在滩同一仇台设剥备上雕完成闯掘进兴和支通护工称艺。渡目前丝，掘味锚机搭组主枯要两僻种：挑一种正是以拿连续炼采煤值机为衫基础疮的掘田锚机格组；趟另一楼种是冶悬臂奖式掘骡进机谢机载轿锚杆嘱机的族掘锚军机。球腐胆1寸)云掘锚悼机组洗。毫掘锚隆机组尿在我蜜国的塘应用世还处建于试传验阶怒段，祝目前煮国内膊已有招8台闪掘锚锤机组怒，其膜中7辈台A筝BM饥20深掘锚宵机组咐和1跨台1壶2C谅M1冶5-里15郑DD傅VG箭掘锚语机组失。击掘锚享机组者按作凭业方爷式划颜分可回化为紫两类亡：一陕类是址同时灭实现悉掘锚主作业做的掘闻锚机恐组；叨另一般类是絮先截懂割后不支护点的掘盘锚机殖组。蔽AB献M2廊0掘民锚机察组为克第一匪类，冒12毫CM游15族-1洁5D是DV脱G掘贪锚机漂组为事第二忍类。婶AB臂M2缺0掘新锚机廉组是伞掘锚京机组父的典早型代略表，误其作铜业方溜式是厌截煤摄和安隔装锚煌杆同齿时平禾行作百业，抽即割州煤滚纪筒联授同装倡载运瓣输机像构整榜体向射前推杆进割茅煤，享与此捷同时魄，锚晕杆钻捡机则席与发筐生履拒带主禽机架呆停在伶原位宗固定搁，锚伏杆钻虏机向道顶板航的侧按帮打用眼安嘱装锚袋杆。直随后元，行束走机咏构带蚕着机旷体及晚锚杆让机向翻前移疼动，努完成绕一个哗掘进悬循环未。被20望03提年晋录城煤点业集条团引青进一斧台A拣BM贡20碍掘锚浅机组豆，在成成庄摄矿四德盘区冲42司14厨巷道陶进行颠了试苦验，凭巷道奉断面虽为4炼.9进m以×该3.麻3m夺。2撑00乱4年混1月去开始辛试验歼，2眨月份杂掘进峡进尺斯为2糟51稼m，龙3月券份进怪尺为渠40韵2m株，4担月份鼻进尺赔55贤0m放。试山验期庸间最马高班千进尺韵为1凉2m隆，最代高日供进尺应为3快0.坐4m街，该辩套设切备具帮备了间月进头90聚0m至的生右产能辨力。每20进03灿年神稍东公厨司引体进一站台J丑OY袋12故CM更15轿-1楼5D袭DV屋G型纪掘锚欢机组菠，在斗乌兰束木伦踩矿3箩-1坡煤6匀31膏12涉运输固巷和洒63陵11够4回炒风巷忌的掘往进工卸作面蚁使用主。2远巷道武断面倡形状抹均为捏矩形忍，其潜中6幻31穿12跳运输伟巷断惨面5葡.4蓄m敬×渗3.拌4m证。掘寄进作章业时纱，掘秋进循扬环1泪.2换m，批当顶贩板完接整，哀顶煤董厚度省在5乡00茧mm择以上巧时，澡循环赴进尺所可放炮宽为患12案m，准工作扁面最丑大空队顶距竭为1混4.手89学m。磁月掘甲进进编尺1脉2鲜00驾m，迎锚杆识支护双数量副4市02也0套狸。生聋产小失班最辣少进坝尺为接2阁6m满，日那进尺谁最高河为4当5m你。浪20供05笑年兖彩州煤艇业集疼团公牢司鲍明店煤捉矿使什用A府BM影20再S型疼掘锚虾机组涨最高辛班进爽尺2蓄1m爆、日妙进尺略53预m、悠月进淋尺1浙1呼00劲m（忌巷道飞断面肉为4转.9屯m拐×菠3.谅2m刑）；搭山西托鲁能酬电煤饥公司愈上榆秘泉煤久矿使聪用A扒BM棍20舱型掘敬锚机陡组创寸出了出月进箩1住38析8m到(巷化道断庸面1选7.熊5m待2)备的国邮内使汤用掘丹锚机态组的元最好暮成绩身。冶掘锚斑机组怀在我勾国的阻试验兰取得也了初羡步的偏成功己，但撕掘进垫进尺辽还有橡待进轧一步宅提高斗。由军于机研器庞炭大，届对巷丈道条汉件要株求高辟，适茄应范苏围较势小。百国内佛掘锚尝机组吵的研鞠制工镇作正耻在进杠行中已。后2）狸悬臂嚼式掘侦进机口机载沿锚杆识钻机着。掌煤巷笛掘进乎过程烈中，夸掘进节机掘罗进与岂巷道健顶板蜻支护谦之间对的矛粉盾一注直未裁能很幕好的晴解决艇，尤侦其是蜻巷道嘴采用耀锚杆某支护筛后，煎支护阔时间烂所占共比重缓过大衔，使符得这争一矛糖盾尤营为突摩出。脚我国婆曾在式掘进促机上缘机载饿锚杆增钻机组的研紫究上扒作了馅一些焰有益炒的尝群试，刘相继剃研制睡了与柄AM颂-5协0型绩号和挺S1窝00圈型掘恋进机需配套躁的机务载锚方杆钻犁机，摧同时隙在2虹0世筐纪末绣也引毛进了垃带有营多台粪锚杆昼机的宁英国屠LH腾13流00铃H型厘掘进带机和巩日本聪MR联H-组S2四20痛型掘杂进机敬。但沫这种棕“拴机载农锚杆描机关”火与国忙外掘推锚机得组有或相当评大的塌区别尤，因芝为悬努臂式阿掘进窃机在枯设计陆时未恼考虑絮锚杆拿机配乔置问馋题。晕锚杆决钻机朱在掘旱进机净上的恋安装汤位置搁见图袍2所晚示。鄙图2葡其掘锈进机迁机载辛锚杆兼钻机玻尸综上胶所述晚，连呢续采横煤机椅及掘周锚机丽组适骑用于驰适合邻锚杆柏支护烈的煤涝巷高壮效掘池进。恭在这破类巷序道条竞件下洲，连警续采剃煤机瞧及掘袜锚机斥组能迎够发浑挥其观优势毫，具售有成际巷速萍度快栏、掘绿进工戚效高主、巷晴道成若型好概、工公人劳勇动强瞒度低傻等优抱点，桑特别胃是大崭断面蹄煤巷贯掘进矿优点帐更为滑突出寸。型（二材）半牺煤岩浊巷高浇效掘驳进技性术粱我国议煤矿赏除煤同巷外坏还有如大量缴的半贡煤岩喝巷道嫂需要裹掘进拼，主违要为抄薄煤望层以暴及2潮.0孔m以惜下中范厚煤执层巷磨道，源约占应总掘陈进工师程量牲的2吃0％熟左右燕。饺半煤少岩巷更道是碍指在辽掘进施断面摔中，走岩石率面积档占断浅面面王积的稻20易％～构80夕％的贪巷道珍。档我国筝重点者煤矿群半煤被岩巷捎的掘屋进基纹本上浩采用共半煤将岩悬览臂式齿掘进夜机机沃械化腰作业上线，垃半煤渴岩掘溪进机浇以中购型和嘉重型拣机为街主，昏截割愚功率着在1糊20肝kW挪以上基，机抬重在化35呜t以私上。换煤矿卡现用雅主流骨半煤乓岩巷鲜悬臂牢式掘伙进机惧以E众BJ袍-1兰20硬TP浸型塑、E椒BZ嘱16呀0T理Y渴型及右S1煤50燃J型柏三种引机型啄为主呈，占慧半煤忧岩掘役进机效使用女量的修80轧％以误上。搬掘进额机在掏半煤本岩巷残道掘酒进机秀过程废中由箩于岩别石所细占比非例大言，在严机器氏选择基时主拿要考枝虑以岔下几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柜7.妄2勾×卧1.兰03拼×海1.这6盖

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翻作业火线四相：掘钓锚机扬组、核桥式境转载伞机、提带式径输送好机存

崭适用略于巷鲁道断秧面大堡的单列巷掘响进，犁掘锚络平行舱作业连，掘肿进速耗度快跌四、埋煤矿殃高效厚掘进池技术游发展划趋势引（一互）煤墓巷高统效掘膨进技丧术发界展趋报势碰1.亮发展衬掘锚园一体殃化技耀术枝美国努、澳兄大利威亚、临英国龙等主银要产灾煤国宝家目漫前广间泛采波用掘藏锚一淡体化逃技术刷，即忽通过昏掘锚挖机组绝实现糟掘锚裤平行尚作业织。同丘连续正采煤饰机和婚锚杆踪钻车锻交叉型换位名施工茫相比滨，掘农锚一露体化蒙适用纺范围帐更广榆，支催护效练果、狗掘进味工效占也有准进一慢步改猴善，失因而控引起竿世界遵采矿权界的玻广泛魄关注前，被努誉为撒煤巷搅掘进得的一漂次技晌术革斜命。锅掘锚良一体呼化技公术的稳核心捏是掘轿锚机司组，舅是连昂续采挽煤机霸和锚歌杆钻和机的宽有机欣结合想。1确99若0年鸣奥地域利V减oe馅st洽A俘lp痛in琴e公轿司根薯据澳奸大利造亚煤挎矿的鼠经验轮和需骑要，弓研究南开发侮出A够BM乔20挪掘锚物机组芬，主聋副机诸架能熔够相敢对滑宋动，溜解决榜了掘融锚平直行作欣业问钥题。厉该机捕安装纱4台筋顶板误锚杆浴钻机脸和2仅台帮蚁锚杆发钻机尺及临旱时支熄护装陪置。宴19给92补年改渡型为考AB蛇M3登0掘密锚机局组，什将截叔割和乏装运响机构选能力症加大荐，减玩少锚谁杆钻域机台脾数。无19居92热年英惧国A枝nd骗er概so诊n公托司研炸制出盖KB尸Ⅱ擦掘锚歼机组椅样机恰,结知构特沃点与亏AB队M2纺0掘印锚机覆组大简体相班当。锤比较律有代原表性画的机晃型有旅Vo喊es利t颗Al摔pi拾ne饥A窄BM老20执；A超nd伤er缓so灾n算KB模Ⅱ膊；J蹈OY央1膨2C匀M1蝶5-耍15熔DD渔VG歉、1碰2B绢M1治8。相国外融具有留代表柏性的薯掘锚释机组袖技术馒参数蔽见表劫6。织表6抬猪掘赶锚机剃组主题要技缴术参支数依

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