国家能源集团神东保德煤矿 山西忻州 036600
摘要：随着煤矿开采的技术性要求越来越高，掘进新技术和新工艺开始在煤矿开采中被广泛应用，极大提高了煤矿掘进的生产效率和生产安全性，从而为煤矿企业的发展带来了新的发展助力。本文对煤矿掘进新技术新工艺进行探讨。
关键词：煤矿掘进；新技术；新工艺
引言：新时期煤矿掘进新技术和新工艺的发展方向主要侧重于巷道掘进和生产自动化两个方面，而煤矿巷道掘进技术的发展离不开现代化的掘进机械设备，实现矿井内部的掘锚联合作用，并采用连续性的掘进作业。煤矿掘进新技术发展也包括了爆破技术的发展，当前在煤矿掘进中常采用全断光爆技术和深孔爆破技术，缩短了爆破时间，提高了爆破效率，极大提升了煤矿巷道的掘进效率。此外，掘进技术的发展体现在自动化掘进技术的应用上，实现了煤矿掘进的遥控功能，并通过实时数据采集进行定位截断，其智能控制还包括掘进纠偏、掘进维护、故障检测和维修、掘进数据上传等功能，极大提高了煤矿掘进的智能化操作水平，从而提高煤矿掘进效率。
1煤矿掘进新技术新工艺的应用分析
1.1煤巷综合机械化掘进
随着时代的进步与发展，煤巷综合机械化掘进新工艺产生，具体体现如下：①前期工作。进入工作面后启动掘进机，从巷道中心底部开始切割，左右摆动截割头，从下到上切割，切割后自动装运，再推出掘进机并切断电源，实施敲帮问顶、铺网、上钢带等支护工作，最后安装顶锚杆。②截割工艺。掘进截割时要按照巷道围岩的实际情况，根据断面大小使用掘进机，使其截割头产生左右摆动或升降运动。面对中等硬度或较厚的煤岩，建议从下往上分段摆动截割程序。③应用现代化测控技术。测控技术的应用可以提升煤矿掘进机的自控能力，对掘进方向、切割断面与切割点击功率展开监控；监测煤矿掘进机工况，分析其是否存在故障，测控电压、电机负荷、液压系统与温度，完善煤矿掘进能力。
1.2掘锚一体化技术
掘锚机组作为掘锚一体化的关键设备，是未来煤矿掘进技术发展的重要方向。掘锚机组拥有多种功能，可以在巷道中快速行走，精准切割煤层，且设备中带有装载运输系统，系统集成了钻锚系统功能，可以实现厚煤层的快速采掘，并达到安全支护的目的。机组运行中只需要一名负责遥控设备的司机和两名锚杆设备司机，以此同时进行煤矿掘进与锚杆支护作用，通过遥控器来操控掘锚机，利用锚杆指挥支护全过程。该技术对煤矿掘进机械和锚杆支护展开了关系的调节，实现了煤矿掘进的自动化平行作业，不仅达到了快速煤矿掘进与切割煤层的目的，也实现了对顶板与煤帮的支护。当前山特维克MB670就是典型的掘锚机组，也是掘锚一体化技术的发展体现。岩巷高效采掘技术的应用。钻爆工艺作为岩巷掘进施工的主要掘进方法，应配合凿岩机、装岩机、装载设备，合理选择爆破技术，提升煤矿掘进效率。重点矿区内使用岩巷机械化作业方式，应用机械化配套设备完成全部掘进操作。比如气腿式凿岩机、耙斗式装岩机、电机车矿车、激光指向仪、毫秒雷管、岩石炸药、放炮机与喷浆机等设备组合，可以有效提升岩巷采掘效率。
1.3掘进自动化技术
煤矿掘进生产过程中，自动化技术的应用关键在于掘进工作面的数据分析。自动采集的数据通过指令修正，在掘进工作面自动化设计过程中解决掘进与支护平行施工问题，计算支护参数，结合具体的支护需求掘进厚煤层，为各个巷道的支护施工预留足够空间。随着计算机技术与网路信息技术的发展，将自动化控制系统用于煤矿生产行业中，使厚煤层被高效开挖，全方位保障煤矿掘进安全。应用自动化控制系统，使厚煤层工作面的掘进和支护得到自动化操作。系统自动采集煤层数据，通过对数据的分析与处理，实现煤层持续化开采和自动化运输。
自动化技术可对煤矿开采全过程展开实时监控，以便人们了解自动化设备的故障信息，结合系统反馈的数据进行故障诊断与维修。不仅如此，自动化厚煤层掘进工作面可以监控四周开采环境，提高6m/d的掘进效率，最大限度上减轻了人工压力。自动化技术中包含实时监控、中心控制、厚煤层掘进面控制、故障监测、设备分析、环境监控、支护管理等系统。随后，人们开始研发智能化巷道扒渣机器人，让机器人代替工作人员进行危险指数较高的工作内容。这种机器人不仅可以在25°角的巷道内行走，还能爬坡，可以在厚煤层巷道中灵活工作。随着人工智能技术的日益发展，自动化系统与机器人将在未来的煤矿掘进中广泛应用。
1.4支护技术
支护技术需要与煤矿掘进技术相互配合，特别是针对厚煤层的掘进与开采，这是未来煤矿掘进新技术与新工艺创新的关键。可以在大倾角与高地压巷道中使用预拉力支护技术，将强度较大的支护锚杆与W型钢材用于支护中，使其拥有340MPa左右的承载压力，提升支护设备对压力的承载能力。当前煤矿掘进中使用到的支护技术主要分为以下几种：①巷道棚式支护技术。该技术以木质结构、混凝土结构、金属材料为支架，但巷道棚式支护方式无法对复杂巷道起到良好的支护效果，在岩层表层与支架连接时耗费大量成本。②巷道砌碴支护技术。该技术以混凝土为支护材料，可以在坚固的煤层巷道内应用。③U型钢材支护技术。该技术适用于深井巷道支护，如果岩层存在破碎或者破落情况，可以将U型钢材支护技术与锚喷技术同时应用，强化对煤矿巷道和工作面的支护效果。④锚杆支护技术。以锚杆结构强化支护强度，提升对岩层形变的控制力。结合煤层实际情况合理选择锚杆结果，发挥锚杆的最大承载力，防止煤层巷道岩层发生形变问题。⑤联合支护技术。多种支护技术综合使用，将锚杆与锚索相结合，提高支护效果，使锚杆结构起到良好的承载作用，锚索通过将围岩和锚杆连接来提升承载应力。该技术可以用于复杂煤层巷道。
2煤矿掘进新技术新工艺的发展方向
随着煤矿掘进技术的发展，在未来的煤矿生产中，其新技术和新工艺的发展应当从三个方面入手：掘进设备、自动化技术及支护技术。a)锚杆掘进机应当实现更高的自动化、智能化和灵活性的技术要求，能够满足不同掘进环境的应用，同时要实现连续性的生产作业，降低生产安全事故的发生，提高煤矿掘进效率。掘锚一体化机组的应用要实现对作业工作面的检测和控制，实现各个环节的生产一体化，协调掘进和支护的工作配合，强化对巷道的支护能力，提高综放面的回采效率；b)自动化技术未来发展方向是统一整个掘进和采煤环节，实现运输自动化、安全保证自动化、信息传输自动化，通过对运输系统的数据监控来提升运输的连续性和稳定性，从而减少运输中煤炭损耗，提高运输效率，同时自动化系统要提高对故障信号的反馈灵敏度，在掘进中进行实时的数据监控，将环境因素和机械因素统一起来，监控工作震动面、粉尘含量及瓦斯含量等，保证生产的安全性。自动化系统应当强化信号控制中心对终端系统的响应能力，将工程信号快速准确下达到终端设备中，在煤层掘进现场采用信号交换机，提高信号传输的安全性和准确性；c)支护技术的发展方向应当侧重于新材料的开发应用，开发新型的加固材料，提高材料的堵水性能，同时加固材料应当具备较快的反应速度，能够短时间内产生化学反应，快速渗透到岩层缝隙中，实现岩层加固和密封效果，提高支护结构的抗压承载能力。
结束语
总而言之，煤炭产业的发展需要依赖先进的煤矿掘进技术与设备，煤矿企业应进一步加大对掘进设备的研究，寻找新的技术与工艺，提升煤矿掘进效率。在未来，支护技术将侧重于新材料的研发与应用，以此提升材料的堵水性能，为煤矿掘进设备的运行提高安全保障。
参考文献
[1]胡海龙.煤矿掘进新技术新工艺应用现状分析[J].能源与节能,2018(09)
[2]张江波.煤矿掘进新技术的现状与发展趋势[J].能源与节能,2015(01)