浅析煤矿掘进新技术新工艺的应用现状

林齐东　邹德昕　程显伍

摘要：文章从掘锚一体化技术、掘进自动化技术以及支护技术等方面对现阶段常用的煤矿掘进技术和工艺及其应用现状进行介绍，分析掘进新技术和新工艺的未来发展趋势，以供参考。

关键词：煤矿掘进新技术;新工艺;应用

1引言

煤矿企业在发展中不断更新掘进技术工艺，实现掘进效率、开采量的提升，推动煤炭开采自动化水平的发展进步。尤其针对巷道掘进和生产自动化方面，先进煤矿巷道掘进技术的发展和应用，加之配套掘进机械设备、掘锚联合作用的实现，不断在开发连续性掘进作业方式和掘进新技术，实现了对煤矿掘进作业的智能控制，有助于煤矿掘进作业智能化操作水平和掘进效率的提升。

2掘锚一体化技术的应用

在掘锚一体化技术的应用中主要应用掘锚机组，在目前的煤矿掘进作业中比较常用。所用掘锚机组的功能比较丰富，不仅在巷道中的行走速度较快，而且还将运输系统装载在其中、综合了钻锚系统的功能，在精准切割煤层的同时，也可以将截割下来的煤炭快速运输，提升煤层开采效率。尤其是在厚煤层中应用，有助于提升采掘速度和支护安全性。在应用此机组时，现场作业人员只需要一名遥控设备的司机以及锚杆设备司机两名，可以发挥煤矿掘进和锚杆支护的作用，同时实现用遥控器来遥控掘锚机以及使用锚杆对支护全过程进行指挥。由此可见，通过此技术的应用可以加强掘进机械和锚杆支护的联系，可以实现煤矿掘进的自动化平行作业。

比如目前逐渐推广应用的掘锚护探一体化技术，改变了传统的综掘工作面只有破煤、装煤和运煤机械化程度，此种技术将现有的掘进机功能升级为破煤、装煤、运煤、临时支护、锚杆锚索永久支护、探防水于一体，有助于提升综掘工作面的安全生产水平和单进水平，同时降低人工劳动强度。

3掘进自动化技术的应用

在煤矿掘进作业中，自动化技术的应用主要用于分析掘进工作面的数据，具体地说，在自动糊采集数据并在修正指令下修正之后，用于解决自动化设计中的掘进和支护平行施工的问题，而且用于对支护参数的计算，然后根据具体的支护需求开展厚煤层的掘进工作，留足充足的 空间用于开展巷道支护工作。由此可见，将基于计算机技术和网络信息技术的自动化控制系统应用于煤矿生产中，有助于提升厚煤层的掘进作业效率并保证掘进作业安全。

在厚煤层工作面的掘进和支护作业中应用自动化控制系统可以实现自动化操作，比如对煤层数据进行自动采集，且在对这些数据进行分析和处理之后，用于煤层持续化开采和自动化传输作业中。通过此技术的应用，可以实时监控整个煤矿开采全过程，便于工作人员及时掌握设备运行中的故障信息，也就是系统通过采集的数据和分析来诊断故障、提出故障检修策略。在厚煤层掘进作业中还可以通过自动化技术的应用对四周开采环境进行监控，在降低人工作业强度的同时也提升掘进作业效率。在此过程中所用自动化技术主要起到实时监控、中心控制、厚煤层掘进面控制、故障监测、设备分析、环境监控等作用。此后，随着自动化技术的深入发展，还可以在危险性较高的作业环节中代替人工作业方式，并且可以在厚煤层巷道中实现高倾角的巷道内自动行走和爬坡作业。

4支护技术的应用

在目前更加广泛和深入应用的厚煤层掘进和开采技术下，需要同时应用支护技术来确保掘进作业安全。在未来的发展中，更需要将预拉力支护技术应用于高地压巷道和大倾角巷道中，在支护作业中应用具有较大强度的支护锚杆以及W型钢材，有助于提升其承载压力以及支护设备对压力的承载能力。

总结目前巷道掘进作业中常用的支护技术主要有以下几种：一是巷道棚式支护技术。此种技术所用支护支架的材料为木材、混凝土和金属等材质，虽然支护效果良好，但是应用范围受到一定限制，无法在复杂巷道中使用，而且应用时具有较高的岩层表层和支架连接成本。二是巷道砌碴支护技术。此技术所用支护材料为混凝土，在具有较高坚固性的巷道煤层中有着良好的应用效果。三是U型钢材支护技术。此技术与锚喷技术结合使用可以在深井巷道支护作业中应用，尤其是在出现岩层破碎或者破落的情况下有着良好的支护效果，有助于对煤矿巷道和工作面的支护效果起到强化作用。四是锚杆支护技术。此支护技术是对锚杆的作用进行充分利用，实现岩层形变控制力的提升。在选择锚杆时要结合也煤层实际情况选择，最大化发挥锚杆的作用来避免巷道岩层出现变形情况。五是联合支护技术。在实际的巷道掘进和支护作业中，通常要将做种不同支护技术综合在一起应用，比如可以综合锚杆和锚索方式来提升支护效果，也就是可以提升锚杆结构的承载能力，也就是发挥锚索的作用来连接围岩和锚杆，有助于其承载应力的提升，比较适合在复杂煤层巷道中应用。

5煤矿掘进新技术新工艺的发展趋势

煤矿掘进自动化和功能化是煤矿掘进新技术和新工艺的未来发展趋势，对于前者来说，主要的发展方向就是集中多种不同的煤矿掘进技术和设备功能于一体，比如将破煤、装煤、运煤、临时支护、锚杆锚索永久支护、探防水于一体，发展成为的掘锚护探一体化技术。同时也将上述技术与计算机技术、网络信息技术、电气控制技术、通信技术以及PLC控制技术融合于一体，实现对掘进作业时的自动化方向擦奥孔和智能监测 ，实现设备的自主定位和自动切割作业。对于后者来说，在将上述多种功能集于一体时 ，还可以实现与锚杆支护等支护作业的平行作业模式。还可以通过锚钻系统或临时支护系统、除尘系统安装在掘进机中发挥其自动故障維护和生产环境净化等作用，并且可以通过桥式带式装载机的安装来提升掘进作业之后的矿车转载和运输等问题，可以在更加复杂的作业环境中表现出更高的掘进作业效率。

6结语

先进煤矿掘进技术和设备的应用有助于推动煤炭产业的快速发展，因此在目前的煤矿行业发展中，始终将掘锚一体化技术、自动化技术以及支护技术作为研究重点，推动相应新技术和新工艺的发展与应用，有助于提升煤矿掘进效果并保证掘进作业安全。

参考文献：

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