煤矿巷道智能掘进装备的关键技术问题探讨 朱廷廷

发表时间:2021/3/17   来源:《基层建设》2020年第28期   作者:朱廷廷
[导读] 摘要:目前,我国煤矿企业的采煤技术发展迅速,逐渐发展成为大规模的机械化生产模式,极大提高了煤矿企业的回采速度,煤矿掘进速度越来越快,因此,对巷道掘进速度就会有更多更严格的技术要求。
        安徽省淮南市潘集区朱集东煤矿  安徽淮南  232082
        摘要:目前,我国煤矿企业的采煤技术发展迅速,逐渐发展成为大规模的机械化生产模式,极大提高了煤矿企业的回采速度,煤矿掘进速度越来越快,因此,对巷道掘进速度就会有更多更严格的技术要求。传统的煤矿掘进技术非常落后,已经远远不能达到煤矿综采工艺对巷道规定的具体要求,为了跟上企业的发展,满足企业对综采巷道的所有要求,综掘工艺逐渐成为现在煤矿企业所使用的大规模掘进系统。现在,我国煤矿企业采用综掘工艺进行煤矿的生产工作,工作效率和工作质量明显提高。
        关键词:掘进装备;关键技术;问题探讨
        引言
        为了提高煤矿开采效率、解决采掘比例失调问题及减少生产安全灾害,发展巷道智能化快速掘进技术是主要攻关研发的方向之一。实现智能化掘进的主要途径是研发智能化掘进装备。目前,在神东煤炭集团大柳塔煤矿应用的快速掘进系统实现了快速掘锚护等工作,但是智能化程度总体不高,仍存在单机掘进装备可靠性及掘进效率等实际问题。因此,笔者从掘进装备技术出发,分析掘进过程中的关键性技术问题,为实现快速、高效、安全的巷道智能化掘进提供参考。
        1煤矿掘进装备技术的发展现状
        在我国煤矿巷道的采掘过程中,一般情况下会使用大规模、机械化的生产设备,煤矿输送机、转载机、掘进机和通风设备等,各个设备之间相互配合、共同进行煤矿的掘进工作。我国使用悬臂式掘进机的时间比较晚,在1965年左右才逐渐开始应用,在以后的20年时间内,我国逐渐引进了一些先进的机械掘进设备,并且对掘进设备不断进行更新和改造升级,使掘进机具备更多的使用性能,在很大程度上提高了我国煤矿企业的掘进技术和掘进装备的工作效率。目前,我国煤矿企业所使用的掘进技术已经逐渐走向国际化,大大满足我国采掘煤矿的很多需求。
        2智能掘进装备的可靠性
        掘进装备主要负责切割煤岩,目前的煤矿巷道掘进装备主要为悬臂式掘进机。由于掘进装备一般处于环境比较恶劣的工作条件下,且掘进装备系统复杂,因此掘进装备的工作可靠性是目前制造的难点,已成为装备生产的关键核心问题之一。随着综采装备技术的提升,采掘接替问题日益突出,提高掘进装备的智能化程度愈显紧迫。传统的“钻爆法”或“锚杆-钢套-注浆”等综合机械化开挖方法已不能满足煤矿井下巷道的掘进和支护需求。为了减少快速掘进过程中产生的各种安全灾害,发展巷道智能化快速掘进是一个非常有效的方法。在掘进装备快速掘进技术方面,国内外已经进行了较多的装备智能化研究。国外的久益、山特维克等公司进行了掘进机和锚杆钻机的自动化研发,德国、澳大利亚、美国等国家也开展了相关的自动监测识别技术研究。2003年,国内引进了第一台具有掘进技术核心装备的掘锚机后,上海天地、山西天地等公司开展了国产掘、锚方面相关装备的研发工作,虽然取得了较好的成果,但是快速掘进装备智能化程度仍然不高。相对普通掘进装备而言,智能化掘进装备及其系统极为复杂。以液压系统为例,现有的普通掘进装备的阀胶管接头总数为150~160个,油缸总数为8~10个;掘锚一体机的阀胶管接头总数为300~350个,油缸总数为22~30个。电控的复杂程度更是高出一个数量级,因此,没有产品的可靠性作为保障,巷道智能掘进的高效性、减人(或无人)性将大打折扣。提高产品可靠性首要解决的问题是产品的广普(通用)性。由于煤矿巷道地质情况复杂,巷道在智能化生产中最基础的装备-掘锚一体机一直没有广谱成熟可行的方案。目前,装备可靠性可以满足要求且技术比较成熟的掘锚一体机均是国外公司产品,主要是山特维克公司生产的MB670系列和久益生产的12CM系列,但由于其体型庞大、价格昂贵且对地质条件要求严苛,仅适用于我国个别煤炭产区如鄂尔多斯盆地(鄂尔多斯与榆林地区)的煤矿巷道生产,其他绝大多数地区煤炭生产企业还没有可靠性足够高、功能又能满足使用要求的智能化掘进装备。


        3掘进设备技术的发展
        3.1开发掘锚技术,提高煤矿掘进效率
        影响掘进工作效率的因素煤矿企业生产中的掘进工作是比较系统的,有很多严格的工作要求,在掘进巷道的过程中必须要有一些支护工作,可以方便以后的煤矿运输工作,所以我国在研发和生产掘进设备时,需要相对先进的生产技术,不能低于世界的先进水平,要与其相互适应,这样可以更好更快的进行掘进工作。不过,在具体的掘进工作中。掘进设备和支护设备可能会出现一些意想不到的难题,使得掘进工作不能顺利进行,展示不出掘进设备自身的使用优势,从一些相关的资料能够看出,影响掘进工作效率的原因非常多,支护技术不够成熟也严重影响掘进进度,所以要不断研究和开发最先进和最实用的掘进技术和支护技术,确保掘进工作的顺利进行。
        3.2大力发展综合性机械化的掘进技术
        鉴于我国煤炭开采的发展,原料机械化一体化是国家煤炭开采的动力,因此应继续推进。发展综合刺激技术,首先必须不断提高发动机的硬度,扩大其应用范围。二、致力于开发自动化技术的新勘探技术。此外,您还必须设置通用性,以便通过多功能集成实现点击式快速部署的目标,从而确保工作的可靠性。
        3.3快速定位找眼技术
        掘锚一体机末端微动精准控制技术最长可以在8s内完成钢带找眼工作,使临时支护时间由原来的人工模式20min缩短到10min内,效率提高了50%。综合计算,掘锚护施工的综合效率比人工模式提高了30%以上,大大提升了施工功效,实现了掘锚一体机快速掘进的目的。快速定位找眼技术是智能化掘进关键技术中重要的一部分。
        3.4开发连续采煤机促进回采多样化
        我国有一些煤矿企业想要提高采煤的工作效率和工作质量,不断引进先进的工作经验和先进的技术方法,使多种方法结合起来共同完成煤矿的生产工作,实现煤矿企业掘进和回采的相互配合、协调工作,进而提高煤矿企业的采煤效率。在掘进过程中,使用采煤机,工作完成以后再使用其余的设备,可以使煤矿企业的开采工作不再是单一的工作模式,会逐渐发展很多的工作优势。尤其是在掘进大型煤矿时,需要先进行小煤矿的开采工作,科学有效的使用采煤机进行生产工作,快速的完成企业的掘进工作。也可以把各个煤矿之间的界线全部去掉,变成一个大的整体的煤矿,可以提高煤矿企业的工作效率和开采速度,这样再使用采煤机,可以充分发挥采煤机的多种优势,开采出更多的煤矿资源。我国在研究和开发采煤机的工作时,需要让采煤机进行回采工作,这样可以减少工作人员的工作量,所以在掘进技术和装备的研究过程中,使用采煤机将是很好的发展方向。
        结束语
        总之,只有积极的使用先进的综合机械化掘进装备和掘进工艺,才可以不断提高煤矿企业的掘进效率和生产效率,使煤矿企业能够更快更好的发展下去。目前我国的煤矿掘进装备技术发展情况不是特别良好,必须提高煤矿的采煤质量和采煤效率,使煤矿企业有更大的发展目标,充分发挥采煤机和掘进机的自身优势,科学有效的使用掘锚机,以便尽快提高掘进速度,尽量满足人们日常生活中所需要的煤矿资源。
        参考文献
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