毕业论文-煤矿高效掘进技术现状与发展趋势(最终版).doc

第 1 页 山西煤炭管理干部学院成人高等教育山西煤炭管理干部学院成人高等教育 毕毕 业业 论论 文文 论 文 题 目：煤矿高效掘进技术现状与发展趋势 姓 名 ： 专业及年级 ： 煤矿开采技术（晋安开采 2011） 教 学 点： 第 2 页 论文提要及关键词论文提要及关键词 摘摘 要要 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， 指出了煤矿高效掘进技术的发展趋势。 关关 键键 词词 高效掘进 掘进设备 掘进技术 锚杆支护 第 3 页 目 录【 一、高效掘进与支护技术现状一、高效掘进与支护技术现状5 （一）煤巷高效掘进技术5 （二）煤巷综合机械化掘进6 （三）大断面煤巷连续采煤机高效掘进7 （四）掘锚机组掘锚一体化掘进8 （五）半煤岩巷高效掘进技术9 （六）岩巷高效掘进技术11 （七）全液压钻车配侧卸装岩机岩巷高效掘进11 （八）全岩巷重型悬臂式掘进机掘进12 （九）煤矿锚杆支护技术12 二、煤巷机械化掘进高效作业线二、煤巷机械化掘进高效作业线13 三、煤矿高效掘进技术发展趋势三、煤矿高效掘进技术发展趋势14 （一）发展掘锚一体化技术14 （二）大断面多巷掘进推广使用连续采煤机15 （三）半煤岩及全岩巷高效掘进技术发展趋势15 （四）高效掘进配套技术发展趋势15 第 4 页 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 一、高效掘进与支护技术现状一、高效掘进与支护技术现状 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 7 464.6km，其中煤巷和半煤岩进尺约 6 311.4km，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 1 931.4km），综掘的发展远远滞后于综采。目前为保 证原国有重点煤矿 1 402 个采煤工作面的正常生产接替，共配套了 3 986 个掘 进工作面（其中开拓工作面 1 038 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）煤巷高效掘进技术（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。 第 5 页 （二）煤巷综合机械化掘进（二）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。 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； 2)机身矮、重心低、工作稳定性好； 3)生产能力大、破岩能力强、适应性好； 4)采用液压马达直接驱动装载机构，结构简单，工作稳定，可靠性高，减 少了维护量； 5)采用无支重轮履带行走机构和履带导向轮黄油缸张紧装置，提高了履带 行走机构的可靠性； 6) 液压系统简单可靠，增设了自动加油装置，提高了液压系统的可靠性； 7) 电气系统采用了 plc 控制，具有工矿检测和故障诊断功能。 近几年，国产掘进机在煤巷掘进中取得了较好的成绩，实际年进尺可达 6 0008 000m，基本满足了煤巷高效掘进的需要。2004 年潞安矿业集团常村煤 矿综掘一队采用 ebj-120tp 型掘进机，在大断面煤巷掘进中创月进 680m 的好 成绩。2005 年金峰集团寸草塔煤矿使用 ebj-120tp 型掘进机最高日进尺为 72m, 月进尺 905m。2005 年鄂尔多斯宏景塔矿使用 ebj-120tp 型掘进机日进尺达到了 40m。 第 6 页 悬臂式掘进机在我国重点煤矿已普遍使用，发挥了重要作用。但由于是单 巷掘进，且采用单体锚杆进行锚杆支护，掘进和支护不能平行作业，影响了掘 进速度的进一步提高。 （三）大断面煤巷连续采煤机高效掘进（三）大断面煤巷连续采煤机高效掘进 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，在国外广泛应用于矩形断面的双巷或多巷快速掘进，以及短 壁开采，已成为现代高产高效矿井的重要设备。我国引进连续采煤机始于 1979 年，迄今为止大体经历了单机和成套设备引进两个阶段。目前我国神东公司、 晋城煤业、万利公司、晋神公司、鲁能集团、伊东公司及伊泰公司等矿区使用 连续采煤机近 60 余台，用于大断面煤巷的掘进和短壁开采。 连续采煤机掘进工作面设备配置按工作面运输方式一般分为两种：一种是 间断式运输方式，工作面配置为连续采煤机、运煤车或梭车、给料破碎机、锚 杆钻车、铲车及胶带输送机；另一种是连续运输方式，工作面配置为连续采煤 机、锚杆钻车、连续运输系统、铲车及胶带输送机。连续采煤机在大断面煤巷 掘进时，连续采煤机与锚杆钻车采用交叉换位作业方式，如图 1 所示，连续采 煤机在运输巷道掘进的同时，锚杆钻车正在回风巷道进行锚杆支护作业，当连 续采煤机完成一个掘进循环时，与锚杆钻车交换位置。为满足机器调动和运输 的要求，两条巷道之间每隔 50m 掘一条联络巷。 我国神东矿区使用连续采煤机进行煤巷掘进取得了较好的成绩，平均月进 尺在 2 000m 以上，并创造了多项全国纪录，为高产高效矿井生产准备提供了最 佳技术途径。2005 年神东公司榆家梁煤矿采用四个连采队，全年完成掘进进尺 63 368m，其中月进尺最高达 7 802m，为全国之冠。2004 年神东公司上湾矿连 采二队使用 12cm27-11d 型连续采煤机，掘进断面 6m4.4m,创日进尺 163m，双 巷掘进月进尺 3 070m。2003 年神东公司上湾矿连采一队使用单机三巷掘进，完 成月进尺 4 656m，创全国掘进纪录。除神东矿区外，在地质条件复杂的宁煤集 团羊场湾使用连续采煤机煤巷掘进，最高月进尺达 40m，月进尺 1 000m。在我 国连续采煤机实现煤巷高效掘进的使用经验表明，连续采煤机用于长壁工作面 顺槽双巷及三巷掘进，完全可以满足高产高效综采工作面月推进速度的要求， 而且掘进成本比采用悬臂式掘进机（如 s100）降低 160 元/m。但由于需要较好 第 7 页 的煤层赋存条件，不能实现单巷掘进，连续采煤机用于煤巷掘进具有一定条件 限制。国内连续采煤机的研制工作正在进行中。 （四）掘锚机组掘锚一体化掘进（四）掘锚机组掘锚一体化掘进 为了实现煤巷快速高效掘进，适应锚杆支护技术的快速发展，世界主要采 煤国的快速掘进装备在不断的发展，掘锚机组是适用于高产高效矿井煤巷高效 掘进的掘锚一体化设备，是在连续采煤机或悬臂式掘进机的基础上发展的一种 新型掘进机型。掘锚机组是将掘进与支护有机地组合起来，减少掘进与支护设 备的换位作业时间，在同一台设备上完成掘进和支护工艺。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。 1) 掘锚机组。 掘锚机组在我国的应用还处于试验阶段，目前国内已有 8 台掘锚机组，其 中 7 台 abm20 掘锚机组和 1 台 12cm15-15ddvg 掘锚机组。 掘锚机组按作业方式划分可化为两类：一类是同时实现掘锚作业的掘锚机 组；另一类是先截割后支护的掘锚机组。abm20 掘锚机组为第一类，12cm15- 15ddvg 掘锚机组为第二类。abm20 掘锚机组是掘锚机组的典型代表，其作业方 式是截煤和安装锚杆同时平行作业，即割煤滚筒联同装载运输机构整体向前推 进割煤，与此同时，锚杆钻机则与发生履带主机架停在原位固定，锚杆钻机向 顶板的侧帮打眼安装锚杆。随后，行走机构带着机体及锚杆机向前移动，完成 一个掘进循环。 2003 年晋城煤业集团引进一台 abm20 掘锚机组，在成庄矿四盘区 4214 巷 道进行了试验，巷道断面为 4.9m3.3m。2004 年 1 月开始试验，2 月份掘进进 尺为 251m，3 月份进尺为 402m，4 月份进尺 550m。试验期间最高班进尺为 12m，最高日进尺为 30.4m，该套设备具备了月进 900m 的生产能力。 2003 年神东公司引进一台 joy12cm15-15ddvg 型掘锚机组，在乌兰木伦矿 3-1煤 63112 运输巷和 63114 回风巷的掘进工作面使用。2 巷道断面形状均为矩 形，其中 63112 运输巷断面 5.4m3.4m。掘进作业时，掘进循环 1.2m，当顶板 完整，顶煤厚度在 500mm 以上时，循环进尺可放宽为 12m，工作面最大空顶距 第 8 页 为 14.89m。月掘进进尺 1 200m，锚杆支护数量 4 020 套。生产小班最少进尺为 26m，日进尺最高为 45m。 2005 年兖州煤业集团公司鲍店煤矿使用 abm20s 型掘锚机组最高班进尺 21m、日进尺 53m、月进尺 1 100m（巷道断面为 4.9m3.2m）；山西鲁能电煤 公司上榆泉煤矿使用 abm20 型掘锚机组创出了月进 1 388m(巷道断面 17.5m2)的 国内使用掘锚机组的最好成绩。 掘锚机组在我国的试验取得了初步的成功，但掘进进尺还有待进一步提高。 由于机器庞大，对巷道条件要求高，适应范围较小。国内掘锚机组的研制工作 正在进行中。 2）悬臂式掘进机机载锚杆钻机。 煤巷掘进过程中，掘进机掘进与巷道顶板支护之间的矛盾一直未能很好的 解决，尤其是巷道采用锚杆支护后，支护时间所占比重过大，使得这一矛盾尤 为突出。我国曾在掘进机上机载锚杆钻机的研究上作了一些有益的尝试，相继 研制了与 am-50 型号和 s100 型掘进机配套的机载锚杆钻机，同时在 20 世纪末 也引进了带有多台锚杆机的英国 lh1300h 型掘进机和日本 mrh-s220 型掘进机。 但这种“机载锚杆机”与国外掘锚机组有相当大的区别，因为悬臂式掘进机在 设计时未考虑锚杆机配置问题。 综上所述，连续采煤机及掘锚机组适用于适合锚杆支护的煤巷高效掘进。 在这类巷道条件下，连续采煤机及掘锚机组能够发挥其优势，具有成巷速度快、 掘进工效高、巷道成型好、工人劳动强度低等优点，特别是大断面煤巷掘进优 点更为突出。 （五）半煤岩巷高效掘进技术（五）半煤岩巷高效掘进技术 我国煤矿除煤巷外还有大量的半煤岩巷道需要掘进，主要为薄煤层以及 2.0m 以下中厚煤层巷道，约占总掘进工程量的 20左右。 半煤岩巷道是指在 掘进断面中，岩石面积占断面面积的 2080的巷道。 我国重点煤矿半煤岩巷的掘进基本上采用半煤岩悬臂式掘进机机械化作业 线，半煤岩掘进机以中型和重型机为主，截割功率在 120kw 以上，机重在 35t 以上。煤矿现用主流半煤岩巷悬臂式掘进机以 ebj-120tp 型、ebz160ty 型及 s150j 型三种机型为主，占半煤岩掘进机使用量的 80以上。 第 9 页 掘进机在半煤岩巷道掘进机过程中由于岩石所占比例大，在机器选择时主 要考虑以下几个方面： 1）机重大、重心低、工作稳定性好； 2）破岩能力强，截齿单刀力大； 3）元部件可靠性高； 4）系统简单可靠，便于维护。 煤科总院太原研究院研制的 ebj(ebz)系列半煤岩巷掘进机，采用大、小截 割头 2 种配置方式，大截割头适应煤巷高效掘进，小截割头适应半煤岩巷掘进。 ebj-120tp 型小截割头平均截齿单刀力在 4 500n 以上，ebz160ty 小截割头平 均截齿单刀力甚至达到了 8 000n，截齿单刀力大，保证了破岩能力，真正满足 岩石硬度为f68 半煤岩巷的掘进。 对重型大功率掘进机来说，当截割煤层时，因截割阻力较小，这时需要提 高截割速度来提高生产率；当截割岩石时，截割阻力较大，为避免截割电机过 载，同时也为减少截齿损耗，这时应降低截割速度，同时增大截割单刀力。 ebz160ty 型掘进机采用恒功率双速截割电机，这种方式调速方便，且高、低速 时电机功率恒定不变，低速时单刀力增大一倍，是同类机型的 1.52 倍，整机 截割能力明显加强。 平煤集团所辖矿区井下地质情况复杂，断层多，煤层薄，煤层中多有夹矸， 夹矸厚度一般为 300400mm。因此，掘进机要经常切割硬度为f68 的岩石。 ebj-120tp 型掘进机现已成为半煤岩巷掘进的主力机型，全公司使用近 50 台， 分布在平煤集团下属的各矿，这些机器基本用于半煤岩巷道的掘进，因适合矿 区井下工况和地质条件，使用效果非常好。2004 年 6 月，平煤集团六矿使用 ebj-120tp 型掘进机创半煤岩巷掘进月进 816m 的全国纪录。 薄煤层含硬硫化铁结核半煤岩巷掘进是兖矿集团面临的一个主要问题。兖 矿集团南屯煤矿 16上煤层平均厚度为 1.0m，煤层中含有硫化铁结核，其硬度系 数超过 12，底板为铝质泥岩，平均厚度 1.0m，遇水膨胀、松软，采用综掘机械 化施工难度大。为探索薄煤层半煤岩掘进新工艺，提高巷道单进水平，经过充 分调研，选择 ebj-120tp 型掘进机作为掘进设备。试验期间，先后创出最高班 进 9.7m、日进 26.4m、月进 605m 的同类条件国内一流水平，大大减轻了职工的 第 10 页 劳动强度，取得了良好的效果。目前，兖州矿区半煤岩掘进机在用数量已达到 10 余台。 ebz160ty 型掘进机已在新汶、平顶山、汾西、西山、鄂尔多斯等矿区使用。 ebz160ty 型掘进机在新汶矿业集团已推广十几台，新汶翟镇矿使用 ebz160ty 型掘进机掘进 3203 中间巷，属半煤岩巷，月进尺达 486m，是炮掘的 3 倍。 （六）岩巷高效掘进技术（六）岩巷高效掘进技术 目前，国内岩巷施工仍以钻爆法为主，岩巷悬臂式掘进机在我国正在进行 试验。以钻爆法为主的岩巷机械化作业线，主要有二种，一种是气腿式凿岩机 配耙斗式或铲斗式装岩机作业线；另一种是全液压钻车配侧卸装岩机作业线。 第一种在我国应用较多，掘进速度一般为 6070m/月。第二种在我国应用较少， 据统计，2005 年全国重点煤矿全液压钻车在用台数为 27 台，掘进进尺为 6 200m。 （七）全液压钻车配侧卸装岩机岩巷高效掘进（七）全液压钻车配侧卸装岩机岩巷高效掘进 我国大断面岩巷快速高效机械化综合配套作业线以 cmj17 履带式全液压钻 车配 zc-3 履带式侧卸装岩机为代表，在岩巷掘进中取得了较好的成绩。cmj17 履带式全液压钻车主要优点：双臂凿岩，凿岩速度快，工作效率高，凿岩速 度可达 0.82.0m/min；液压系统先进，设有凿岩机自动返回及防卡钎装置， 操作方便，安全可靠；机身小、结构紧凑、重心低、机动灵活，采用履带行 走方式，工作稳定，爬坡能力强，对工作面、顶板、侧帮、底板均能全断面凿 岩作业；采用模块式结构，拆装方便，动力单一化，能耗低，噪音低，可大 幅度改善工作环境，提高施工效率和施工质量。 该机械化配套作业线主要具有以下特点： 1）凿岩和装岩速度快，单进和效率高。大断面岩巷钻凿 70 余个炮眼，液 压钻车可在 60min 内完成，而气腿式凿岩机需 200min；侧卸装岩机生产效率比 普通耙斗装岩机提高 2 倍，凿岩速度和装岩生产率的提高，促进了单进的提高。 2）劳动强度低，人员少，安全可靠。 第 11 页 3）实现了大断面岩巷的全断面一次钻眼、一次定炮、一次起爆、一次支护 的掘进技术，保证岩巷全断面支护的整体性，提高了支护质量。 开滦集团公司钱家营矿850m 水平东翼轨道大巷，半圆拱形断面，锚喷支 护和锚网喷支护，掘进面积为 5.1m3.85m，掘进面积 16.84m2，采用 cmj17 履 带式全液压钻车配 zc-3 履带式侧卸装岩机作业线。2005 年累计进尺 1 202.6m，折合标准岩巷 1 648.6m，平均月进尺 100.2m，折合标准岩巷月进尺 137.4m，工效为 2.18m/(工月)，实现了快速、高效施工。 （八）全岩巷重型悬臂式掘进机掘进（八）全岩巷重型悬臂式掘进机掘进 重型悬臂式掘进机用于大断面岩巷的掘进在我国处于试验阶段，新集能源 股份公司、新汶矿业集团、淮南矿业集团及平顶山煤业集团公司等企业先后引 进了德国 wav300、奥地利 ahm105、英国 mk3 型重型悬臂式掘进机共 4 台。 目前国内使用的掘进机截割岩石硬度仅为 6080 mpa 左右，在遇到断层多、 地质条件复杂的岩层时，极易趴“窝”，掘进效率低下。ahm105 型巷道掘进机 是奥地利奥钢联公司的巷道掘进设备，已在美国、澳大利亚、南非等国使用。 新汶矿业集团公司经对比分析，认为 ahm105 型掘进机比较适应复杂的地质条件， 于 2006 年引进 1 台。ahm105 现在用于龙固矿北区辅助运输大巷的掘进，该巷 道为全岩巷道，巷道断面，净宽 5.64m,净高 4.5 m。ahm105 掘进机是从 2006 年 10 月开始使用，三个月累计进尺 240m，消耗截齿 35 把，最高日进尺 6m，曾 实现 15d 进尺 90m。截割最硬的岩石为细砂岩，硬度为f10 左右，日进尺 2.4m。试验反映机器的稳定性好，故障点少，遥控器的使用给操作带来了方便， 但存在拱形巷道成型比较困难和湿式除尘器使用效果不好等问题。 岩巷机械化高效掘进也是淮南矿业集团岩巷掘进面临的技术“瓶颈“问题， 通过调研、论证，提出了引进岩巷掘进机的技术方案。mk3 型重型掘进机是由 英国多斯科公司生产制造，具备岩巷掘进月进尺 300m 以上的能力。目前该机正 在潘二矿进行试验，掘进巷道为半圆拱形，断面 5.4m4.2m，全岩巷道，岩石 为石英砂、钙质砂岩，硬度系数f45。使用两个半月，累计进尺 300m，最 高月进尺 180m，截齿消耗 0.5 把/m，其中含有一段长 10m 左右，夹有 4m 厚的 白砂岩，岩石硬度f7.2。试验反映配备的断面显示功能对巷道超挖控制较为 实用，但铲板前伸功能作用不突出，掘进面降尘效果不好。 第 12 页 虽然全岩巷重型悬臂式掘进机在我国煤矿的应用还处于试验阶段，但代表 了岩巷掘进技术的发展方向。 （九）煤矿锚杆支护技术（九）煤矿锚杆支护技术 巷道支护技术是煤炭开采中的一项关键技术。安全、合理、有效的巷道支 护是保证矿井实现高产高效的必要条件。近年来，煤巷锚杆支护技术发展极为 迅速。由于这种支护方式具有支护效果好、成本低等诸多特点，它的广泛采用 给煤矿企业带来巨大的技术经济效益。锚杆支护已经成为巷道支护的一个主要 发展方向。 目前，锚杆支护技术已在我国高产高效矿井中得到了广泛应用。从薄及中 厚煤层回采巷道，到综采放顶煤工作面沿煤层底板掘进的全煤巷道；从顶板比 较稳定的煤巷，到复合、破碎顶板巷道，从实体煤巷，到沿空掘巷，从小断面 巷道到大断面开切眼，锚杆支护的使用范围越来越广，为矿井实现高产高效创 造了良好条件。我国锚杆支护技术已形成了成套技术，包括：巷道围岩地质力 学测试技术；锚杆支护动态信息设计；高强度锚杆支护材料、树脂锚固剂、w 钢带及其轧制技术、特种锚杆与锚索支护技术；锚杆支护施工机具；锚杆支护 监测仪器与技术。 在锚杆支护技术中施工机具起着非常重要的作用，它直接影响锚杆施工质量和 施工速度。锚杆钻机按结构形式可分为单体式和钻车式两类，钻车式又分为履 带式和胶轮式；按钻机破岩方式可分为旋转式、冲击式和冲击旋转式；按钻机 动力形式可分为液压、电动及风动式。目前我国煤矿综掘巷道锚杆钻机以便携 式单体锚杆机为主，连续采煤机掘进巷道以履带式锚杆钻车为主。从现场使用 情况分析，风动单体锚杆机使用量大，应用范围广，经过近年来的提高和完善， 可靠性和使用寿命都有所提高。与连续采煤机配套的 cmm25-4 型四臂锚杆钻车 煤科总院太原研究院已研制成功。 cmm25-4 型四臂锚杆钻车样机从 2005 年 8 月 27 日到 11 月 27 日在中国神 华能源股份公司神东煤炭分公司补连塔煤矿井下进行了历时 3 个月的井下工业 性试验。共打锚杆 14 400 根，日最高记录 384 根，班最高记录 140 根，最高小 时锚杆数 72 根。实践证明，整机及部件各项性能指标完全能够满足井下生产需 第 13 页 要和设计要求。其中行走系统、锚钻系统、除尘系统、电气系统性能优于引进 机型。 二、煤巷机械化掘进高效作业线二、煤巷机械化掘进高效作业线 煤巷是煤矿掘进量最大的巷道，高效综采工作面的快速推进，每年要消耗 大量的煤巷。煤巷掘进速度直接影响着采掘接替，矿井掘进工作面中煤巷掘进 面所占比重最大，投入的设备最多，最先进。 三、煤矿高效掘进技术发展趋势三、煤矿高效掘进技术发展趋势 （一）发展掘锚一体化技术（一）发展掘锚一体化技术 美国、澳大利亚、英国等主要产煤国家目前广泛采用掘锚一体化技术，即 通过掘锚机组实现掘锚平行作业。同连续采煤机和锚杆钻车交叉换位施工相比， 掘锚一体化适用范围更广，支护效果、掘进工效也有进一步改善，因而引起世 界采矿界的广泛关注，被誉为煤巷掘进的一次技术革命。掘锚一体化技术的核 心是掘锚机组，是连续采煤机和锚杆钻机的有机结合。1990 年奥地利 voest alpine 公司根据澳大利亚煤矿的经验和需要，研究开发出 abm20 掘锚机组，主 副机架能够相对滑动，解决了掘锚平行作业问题。该机安装 4 台顶板锚杆钻机 和 2 台帮锚杆钻机及临时支护装置。1992 年改型为 abm30 掘锚机组，将截割和 装运机构能力加大，减少锚杆钻机台数。1992 年英国 anderson 公司研制出 kb掘锚机组样机,结构特点与 abm20 掘锚机组大体相当。比较有代表性的机型 有 voest alpine abm20；anderson kb；joy 12cm15-15ddvg、12bm18。 掘锚一体化施工工艺适合于顶板条件不太好的单巷及双巷掘进。掘锚机组 在国外已经成熟并能得到广泛应用，全世界现在有 130 多台掘锚机组（包括安 装有锚杆钻机的连续采煤机）在使用。澳、英等国应用中取得良好的效果，在 大断面煤巷掘进中年进尺达 15 00020 000m。如澳大利亚长壁工作面顺槽 80% 以上采用掘锚一体化施工。英国 1992 年对澳大利亚掘锚一体化应用情况进行考 察后认为，发展一次成巷的掘锚一体化作为煤巷掘进的主要手段在英国势在必 行。目前几种主要的掘锚机组在英国得到了应用，使用台数为 14 台。 掘锚一体化施工技术在煤巷快速掘进，提高锚杆支护效果以及改善作业环 境等方面具有很大的技术优势。采用掘锚一体化施工，成巷速度可提高 65%以 上，掘锚一体化施工循环时间一般在 30min 以内,正常情况下日进尺为 第 14 页 4050m，月进 1 0001 200m；采用掘锚一体化施工，锚杆在顶板暴露后及时 安装，使锚杆支护质量大幅度提高，支护效果显著改善；采用掘锚机组施工巷 道成型好且能够改善锚杆支护作业环境和安全。 煤巷掘锚一体化代表了煤巷快速掘进技术的发展方向，是高产高效矿井技 术的重要组成部分。掘锚一体化施工技术优势明显，在我国有广泛的应用前景。 煤巷高效掘进技术应重点发展掘锚一体化，要针对我国煤矿的地质条件和施工 工艺进行研究，提供多种配套形式，如掘锚机组、掘进机机载锚杆钻机，同时 要抓好配套设备的研制工作。 （二）大断面多巷掘进推广使用连续采煤机（二）大断面多巷掘进推广使用连续采煤机 连续采煤机多巷掘进是美、澳等主要采煤国家长期采用的掘进技术，已成 为高产高效工作面顺槽主要掘进方式。我国神东公司及晋城煤业集团寺河矿采 用连续采煤机掘进工作面顺槽，取得了较好的效果。国内煤巷多项掘进进尺纪 录都是由连续采煤机来实现，连续采煤机在我国的使用数量以每年 15 台左右递 增。连续采煤机煤巷掘进的优点突出，采掘合一，掘进速度快。连续采煤机多 巷高效掘进是目前高产高效工作面采掘准备的优选方式。 （三）半煤岩及全岩巷高效掘进技术发展趋势（三）半煤岩及全岩巷高效掘进技术发展趋势 我国煤矿半煤岩及全岩巷高效掘进技术是以发展大功率重型悬臂式掘进机 为主，采用重型悬臂式掘进机实现高效掘进。大功率重型悬臂式掘进机是我国 悬臂式掘进机的发展方向，具有重型化、大功率及自动化的特点。悬臂式掘进 机切割功率在不断加大，纵轴式截割头功率达 250kw，横轴式截割头功率达 350kw，可切割 100120mpa 的岩石；广泛采用新技术、新工艺，提高整机自动 化水平，如整机遥控技术、推进方向监控、切割电机功率自动调节、截割路径 循环程控、切割断面轮廓尺寸监控及工况检测和故障诊断等；进一步优化截割、 装载、行走等结构形式，探索新型截割方式，拓宽掘进机应用范围。 全岩巷钻爆法施工发展重点是发展履带式全液压锚杆钻车，不断提高整机 性能，提高自动化水平。 （四）高效掘进配套技术发展趋势（四）高效掘进配套技术发展趋势 1）掘进工作面配套机载除尘设备。目前，我国掘进工作面采用的除尘方式 主要是喷雾除尘，这种方式可靠性差、效果不理想，除尘效率最高只能达到 第 15 页 6070。为了改善掘进工作面环境，太原研究院与德国 cft 公司共同研制 开发了一套适合中国国情的掘进工作面高效除尘系统，该系统的除尘效率可达 到 99.4，除尘技术达到国际先进水平，这种掘进工作面高效除尘系统具有广 阔的应用前景，是掘进工作面配套机载除尘设备的发展方向。 2）煤巷快速掘进的地质保障关键技术。煤巷施工中经常要遇到地质条件的 变化，影响了掘进速度。重点发展独头掘进巷道小构造等地质异常体的 150m 超 前探测和探测结果的三维可视化快速显示等技术。 3）全面推广锚杆支护技术。锚杆支护技术在我国重点矿区得到了广泛应用， 今后重点推广煤及半煤岩巷围岩（煤）地质力学测试与评估、动态信息锚杆设 计技术，完善锚杆支护技术。 四、结语四、结语 随着现代化矿井的建设，生产集约化、设备成套化、队伍专业化、信息自 动化是高产高效矿井发展的方向。生产集约化、设备成套化需要大功率、重型、 高性能的采掘设备。煤炭工业“十二五”规划指出，“十二五”期间大型煤矿 采掘机械化程度达到 95%以上，中型煤矿达到 80%以上，小型煤矿机械化、半机 械化程度达到 40%。安全高效煤矿数量达到 380 个，产量占全国的 45%，其中千 万吨级煤矿达到 25 个。采掘机械化程度的提高和高效矿井建设步伐的加快为高 效掘进技术与装备的发展提供了良好机遇。 参参 考考 文文 献献 1国家煤矿安全监察局-煤矿安全规程-煤炭工业出版社-2011 2、王显政.煤矿安全新技术m.北京：煤炭工业出版社，2002. 3.王观昌-现代煤矿安全管理-煤炭工业出版社-2010.9 4陶昆 王向阳-煤矿地质-中国矿业大学出版社-2006.5 5、钱鸣高，刘听成矿山压力及其控制煤炭工业出版社，1984.12(35) 第 16 页 第 17 页 we are floating on top of a frozen margarita. thats how our shipboard naturalist john fonseca describes the slushy ice that the silver explorer is plowing through as we enter greenlands prince christian sound, named after a long-ago danish royal who became king christian viii. in the distance, the water surface is a smooth sheet of dark-green jade under the overcast sky. the cruise ship suddenly feels larger as we slip into the narrow passage of the sound. bigger and bigger chunks of sea ice float by, like huge gobs of whipped cream dropped on the surface by some quirky norse god. the sculpted forms pass so close, its tempting to stretch out a finger for a poke and a taste. at its base, the rocky shore on each side is often green with moss and lichen. but it quickly becomes less hospitable and even forbidding, its glacier-scarred face climbing steeply until disappearing into low, filmy clouds. some patches of ice have lingered since last winter, though the august sun is converting the most exposed into waterfalls that trickle merrily into the brilliant sea. leaning on the observation deck at the ships level 6, fonseca tells us were looking at rocks that are 2 billion years old. some of the harsh striations have been dated to the tectonic plate shifts of 65 million years ago that broke up the earths landmass into the continents we know today. there are about 50 passengers on board, most huddled among the rails at 8 am in the bright red parkas provided by the silversea cruise line. the air temperature is 9 cthe water temperature is-12 c, expedition leader stefan kredel announces on a loudspeaker, just in case anybody is planning to strip off for a morning swim. our luxury vessel is small as cruise ships go. american tvs love boat may have had athousand cabins, sports courts and a pooland there are massive ships like that in the nextharbor with a big herd of passengers but things are more intimate here.silver explorers relative pettiness is key to our itinerary. at the moment, we are cruising overa channel 240 meters deep, but yesterday, winding through skoldungen fjord, we hadscooted over depths as shallow as 69 meters. you cant do that on the qeii. that flexibility is essential to the “expedition“ ships and cruises offered by silversea. whilethe line offers the more traditional cruises focused on shipboard entertainment and portcalls for shopping and nightlife, the expedition variety is targeted at more adventuroussouls.“we started these as outings to more out-of-the way places, specifically the arctic and theantarctic, for active travelers who wanted to learn about and explore wilder places upclose,“says kernel.if parking your butt in a deck chair is your idea of a deluxe cruise, youre on the wrong ship.each day, silver explorer works its way as close to shore as possible before droppinganchor. then we pull on our waterproof pants, jackets and boots, and climb single-file intozodiacsthe big, motorized rubber rafts that will take us to the days adventure. yesterday, that was a 90-minute foray around thrym glacier. today, we zip ashore to visit the indigenous village of nanortalik, where small oil-heated houses painted in bright colors dot a mountain valley that clings to summers last yellow wildflowers. we explore an outdoor museum, watch a kayak demonstration at a traditional hunting camp, enjoy an inuit choir performance in the church, and enjoy coffee and a folk dancing at the local culture center. nanortalik means “place of polar bears“ in the local inuit language, but a fanged ivory skull in the museum is the closest well come to seeing this fearsome creature on this voyage around southern greenland. tomorrow were promised a landing near two thermal pools with a view of passing icebergs. those swimming suits we packed will be used after all. each day, there is at least one lecture by an experta geologist, birder, viking scholar, botanist, anthropologist or marine biologist. these informal talks are comfortably spaced between gourmet meals and free-flowing wine and spirits, all of which can be enjoyed in the collegiality of the restaurant or in the cozy privacy of your cabin. the cabins are surprisingly spacious, and the butler assigned to my suite keeps the complimentary minibar stocked with my preferred beverages and snacks. he and the cabin valet will discreetly tidy up the room each day while im dining or sightseeing onshore. my water bottle is always full. my shoes are always shined. meals are five-star hotel quality, which chef piaa statuesque strawberry- blonde from germanysomehow pulls off even when the ship is days away from a market that meets her exacting standards. the sit-down dinner service (theres no assigned seating, except at the welcome and farewell dinners hosted by croatian captain denis radja) features gourmet european fare. lunches are expansive buffets in the restaurantthough in good weather, many of us sit in the sun on the observation deck, where there is a small buffet as well as sandwiches and pastas made to order. im slightly surprised to find that quite a few passengers have not only cruised with silversea before, but rather often. at one reception, a japanese lady gets applauded as the passenger aboard having the most cruise days with the line: 860! thats getting close to three years at sea. on this cruise, we are particularly pampered: there are only 56 passengersand 119 crewmembers. there are usually 120 to 150 passengers on board, and most cruises are fully bookedpopular destinations such as antarctica and the mediterranean as much as a year ahead. late summer timing and the challenge of booking return flights after disembarking at 第 18 页 kangerlussuaq have kept our group on the small side. well all know each other pretty well at the end of our 12-day cruise. expedition leader kredel observes that well be extra-pampered with two crewmembers on board to every one passenger. “but lets not have any talk of mutiny on this ship,“ he jokes. “al