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摘要:隧道机械在我国矿业中占有非常重要的地位。但是,资源的开采受地理环境和各种因素的制约很大,地下资源的开采环境会随着开采而变化,导致地下土层松软等问题,增加了开采难度。因此,相关部门和施工企业需要深入分析掘进机械技术的发展现状,积极寻求相应的对策,促进掘进机械技术的不断发展。
关键词:掘进机械;发展状况;对策
1相关类型的掘进机械
1.1综合机械化开挖
综合机械化掘进是近年来发展起来的一种掘进方法,对巷道掘进的发展非常有帮助。这种掘进方法广泛应用于大中型煤矿开采,主要依靠装载机、刮板输送机、悬臂式掘进机等机械。其中悬臂式掘进机是综合机械化掘进最重要的机械设备,发挥着非常突出的作用。但是,综合机械化开挖技术繁琐复杂,开挖和支护不能同时进行。后期支护机械化程度低,会消耗大量劳动力。后期运输方式相对落后,辅助作业强度也高,工作效率低。
1.2连续采煤机掘进
煤炭等资源的地质构造和储存条件要求由连续采煤机驱动。辅助机械设备包括连续采煤机、锚杆钻机、叉车等。在多巷路环境下,可实现连续采煤机高速高产掘进,与支护作业同时高效掘进。但由于对环境要求较高,其适用范围会受到限制。
1.3驾驶与锚泊一体化驾驶
掘锚一体化掘进技术是在我国煤矿巷道掘进中最重要的掘进机悬臂掘进机和连续采煤机的基础上发展起来的一种新型掘进机械。它可以使驾驶和支护同时进行。掘锚一体化的核心技术装备是掘锚机,运输一般采用桥式装载机、穿梭车、破碎装载机。在一些顶板不稳定、悬臂式掘进机和连续采煤机无法快速掘进的大型矿井中,单巷掘进主要采用锚注一体化掘进[3]。
2掘进机械存在的问题
2.1许多机器稳定性和适应性差
在煤矿巷道掘进过程中,许多煤矿巷道环境复杂,一些机器无法适应不同的掘进环境,导致掘进机无法正常工作,甚至在工作过程中出现滑齿、电机脱落甚至烧毁的现象。
2.2机器不能自动加油
油是煤矿掘进机械运行中必不可少的润滑剂和冷却剂。掘进机在运行过程中,零件之间的相互磨损会消耗机油,工作机的热量也会造成机油的挥发和掘进机内机油的流失。因此,掘进机在运行过程中应及时补油。但很多掘进机无法进行自动注油,手动注油程序繁琐,矿井环境差,使得手动注油容易出现问题。
2.3行车除尘效果差
在掘进机掘进过程中,中会产生大量的粉尘和煤粉,这些粉尘和煤粉会漂浮在空气中中,妨碍工作人员的视线。然而,大量灰尘吸入工人体内会对他们的健康产生很大影响。而且矿井属于相对封闭的环境,煤粉堆积容易引起爆炸,后果严重。一些企业配备高压大型雾化喷嘴,辅助相应的防尘网收集粉尘和煤粉,但效果不理想。
2.4输送链带容易松动,工作效率低
在掘进机作业过程中,由于掘进工作会产生很大的影响,掘进机械容易受到冲击载荷的影响,往往会造成运输链带松动的现象,导致跳链、运动等问题。另外,掘进机械前、中、后的装载系统、运输结构和整体驱动机构都是液压马达,液压马达主要是液压传动,所以系统本身有一定的局限性,会导致掘进机械工作效率低[2]。
3隧道机械的发展对策
3.1掘进机械的机械化改进
(1) 针对掘进机械稳定性和适应性差的问题,相关部门和施工企业应积极开展相关掘进机械和技术的研发,根据不同掘进机械的优缺点不断提高掘进机械的稳定性,根据不同环境和不同地质掘进环境提高掘进设备的适应性和不同掘进机械的适用范围。有必要降低掘进机械的高度和质心。履带是接触地面的掘进机械的重要组成部分。因此,有必要加宽掘进机械的履带宽度,使其运行更加稳定。通过设计不同的履带板,可以增强掘进机械对不同地质环境的适应性,满足掘进机械多样化的作业要求。此外,要加强掘进设备切削部分的技术研究,通过更锋利、更坚硬的切削材料提高掘进设备的切削能力,从而提高掘进效率。
(2) 提高掘进机械的科技水平。中在机械开挖过程中存在许多危险因素。由于地质水质和隧道开挖,随时可能发生安全事故。机械操作需要对机械进行维护和加油,但是人工操作会增加环境和人为因素造成问题的概率。因此,相关部门和企业需要不断吸引高科技人才,结合时代和科技的发展,研究掘进机械的机械化水平,实现掘进机械的智能化,研究相关的自动注油系统和相关的自检模式,减少人工注油等维护措施,减少人为因素对机械施工的影响。
3.2掘进机械的发展方向
安装掘进机械的自动定位系统和相应的导向系统。在电子罗盘、导向器、陀螺仪等设备的帮助下,掘进机械可以清晰地找到自己的位置,检测自己的姿态和行走方向,并及时调整和改变,使掘进方向与巷道设计的相关数据保持一致,从而减少掘进方向的偏差,提高掘进的效率和速度,为全自动掘进机械的设计和开发奠定基础。
在掘进机械上安装煤岩地物智能识别技术,使掘进设备在掘进过程中通过煤岩地物智能识别技术,增强对不同煤岩地物的识别,从而减少掘进过程中因不同岩石地质特征造成的风险因素,提高掘进安全性,及时发现煤炭资源。该技术是推进隧道无人智能系统建设的关键技术。目前,煤岩识别技术主要包括基于煤层厚度原理和雷达射线法的射线识别,以及基于煤层表面检测的激光探测红外测温。
煤岩自适应切割技术,主要是在基于自动定位导向技术确定掘进机械的三维坐标后,根据煤岩特性自主选择掘进机械三维坐标对应的切割技术,整个切割过程会根据煤岩特性调整切割轨迹、切割速度和切割臂摆动速度。随着矿用绞车智能传感诊断技术的发展,煤矿井下环境复杂多变,矿山机械在运行过程中容易出现相应的机械问题和故障。然而,故障类型多样,具有随机性和盲目测量的特点。故障的维修和诊断方法一般是人工判断和评估,具有一定的盲目性、滞后性和不确定性,会影响诊断结果的客观性,导致诊断和维修之间存在一定的偏差。智能传感诊断技术可以通过在线检测和故障预测来诊断和修复故障,降低错误率,提高诊断效率。智能锚杆支护技术可以提高掘进机械运行过程中的掘进速度和效率。巷道支护是掘进过程中非常重要的一个环节。但随着掘进机械的不断进步,掘进速度不断加快,巷道支护速度跟不上掘进速度,导致掘进速度与巷道支护矛盾不断加深。因此,提高巷道路支护的速度和效率非常重要。利用智能锚杆支护技术,积极研发全自动钻机和全自动锚杆钻机,实现锚杆支护操作过程自动化,减少人工参与,提高提高巷路支护速度和效率,最终实现无人锚杆支护,有助于推进掘进系统整体智能化建设。
4结束语
加强对掘进机械发展现状的分析研究,及时发现问题,针对存在的问题积极寻求有针对性的对策,不断推动我国掘进技术的发展和创新,实现掘进工作的机械化和智能化,逐步提高掘进工作的质量、安全性和稳定性。
参考文献:
[1]张燕红.浅析煤矿掘进工程中的矿山掘进机械化作业[J].能源与节能,2018(8):183-184.
[2]刘根民,杨保健.煤矿掘进机的机械化发展与展望[J].装备机械,2019(2):62-64.
[3]刘喜全.煤矿巷道掘进技术质量的现状与发展[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(16):209-210.
[4]张东宝.煤巷智能快速掘进技术发展现状与关键技术[J].煤炭工程,2018,50(5):56-59.