我国煤矿巷道掘进技术和装备的现状与发展_王虹.docx
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1、 DOI : 10.13199/j .cst.2010.01.62. wangh.007 第 38卷第1期 2010年 1月 煤炭科学技术 Coal Science and Technology Vol. 38 No. 1 Jan 2010 我国煤矿巷道掘进技术和装备的现状与发展 王 虹 (中国煤炭科工集团有限公司,北京 100013) 摘要:针 对我国煤矿巷道高效掘进的现状及特点,对煤巷、半煤岩巷及全岩巷 3种不同类型的巷 道掘进技术及典型掘进设备的性能参数进行了详细介绍;重点分析了我国煤矿主要掘进设备及技术 在破岩能力、适应性及可靠性等方面与国外掘进设备存在的差距,指出国产重型掘进设备在设
2、计制 造、加工工艺、自动化技术和关键技术等方面还需进 j完善和优化;结合我国煤矿巷道高效掘进 技术与装备存在的不足,对其发展趋势作了分析和预测。 关键词 :煤矿巷道;高效掘进设备;掘进技术;发展预测 中图分类号: TD263 TD421. 5文献标志码: A文章编号 : 0253 -2336 ( 2010) 01 -0057 -06 Present Status and Devebpnent ofM ineRoadway Heading Technology and Equpnent in China CoalM ine WANG Hong (China Coal Technology and
3、 Engineering Group Corporation, Beijirig 100013 China) Abstract According to ihe present status and the features of the mine roadw hgh efficient driving in China coalmine he paper had a detail introductiai on the mine roadway driving technolo for the full sean, coalmine ioadw, half rock mine roadway
4、 and rockm ine roadway and 4ie perfom ance parameters of he typical driving equipmaii The paper stressed the ana sis on he gap be Ween the Ch hese made mine roadway heading technology and typical heading equipment and the overseas heading equipments in 4ie rock breaking c 平 aci 取 suitability and rel
5、iabili The paper pointed out that he desn, manufacturing processing technique autoiatbn technology and key technology of he danestic heavy heading equipment shall be iirdier improved and optmized In ccmbiiatbnw ith ihe disadvantages existed in iiehigh efficien t heading technology and equipment fcr
6、the coaim ines in Chin the paper has anafysed and predated on the devel- opn ent tendmcy K ey words: coaim ine roadway, hgh efficient heading equipment heading technobgy devebpn entpred iction 我国煤炭生产以地下开采为主,煤层赋存条件 复杂,煤层厚度在零点几米到数十米之间变化。随 着综采技术的发展,国内已出现了年产数百万吨 级、甚至千万吨级的超级工作面,使年消耗回采巷 道大幅度增加,从而使巷道掘进成为煤矿
7、高效集约 化生产的共性及关键技术。掘进和回采是煤矿生产 的重要环节,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。 2007年原国有重点煤矿掘进 总进尺 823万 m,其中综掘进尺273万吗综掘程 度 3观,平均月进尺 334m 1。 1我国煤矿巷道掘进技术现状 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,占 总掘进巷道工程量的 7脱左右。煤巷掘进设备主 要是适
8、应经济截割普氏系数 /英国 MK3型重型悬臂式掘进机共 4台。 目前,我国超重型掘进机的研制尚处在起步阶 段,但发展迅速,己取得了部分研宄成果,目前超 重型岩巷掘进机己开始了井下工业性试验。超重型 掘进机主要技术参数:整机质量 80 125丨截割 功率 260 318娜,可经济截割普氏系数/ 12 适应巷道断面面积 16 35m2,装机总功率不大于 550娜,供电电压 1140V,机型以煤炭科学研宄 总院太原研宄院 EBH315石家庄煤机公司 EBH30Q佳木斯煤机公司 EBZ260和三一重装 EBZ318等机型为主。 1.2连续采煤机快速掘进技术 连续采煤机快速掘进技术是掘进与支护平行作 业
9、,并且可以实现边掘进边回收煤柱(即采掘合 一)的短壁开采工艺,掘进时一般采用双巷掘进 , 煤柱回收时分单翼和双翼 2种短壁机械化采煤工 艺。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 2个阶段。目前我 国神东公司、陕煤集团、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 80余台,用于大断面煤巷的掘进和 短壁开采。 1.3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
10、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,掘锚机组主要有 2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。掘锚机组与连续 采煤机作业相比具有掘锚平行作业、单巷快速掘进 及顶板及时支护等优点 3。 我国最早引进 ABM20掘锚机的是晋城煤业公 司成庄矿, 2003年设备到矿, 2004年开始试验 , 此后鲁能集团上榆泉矿、兖矿集团鲍店矿、淮南矿 业集团、宁煤集团及神东公司先后引进 ABM20掘 锚机,目前国内己有十几台掘锚机组。该机结构外 形如图
11、 2所示。 图 2 ABM 20掘锚机外形 掘锚机组按作业方式划分可归为 2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 1类 , 12CM15-15DDVG掘锚机组为第 2类。 ABM20掘 锚机组是掘锚机组的典型代表,其作业方式是截煤 59 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。 A BM 20掘锚机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
12、提高。由于机器庞 大,对巷道条件要求高,适应范围较小。 国产第 1台 MLE250 /500 -M型掘锚机是国家 科技部 “ 十一五 ” 科技支撑计划项目 “ 厚煤层快 速掘进关键技术 ” 子项课题 “ 煤巷大断面掘锚联 合机组 ” 研制的样机,目前己完成了第 1轮的工 业性试验。 2我国主要高效掘进设备与国外差距 与国际先进水平相比,我国主要高效掘进设备 的破岩能力、适应性及可靠性等方面还存在一定的 差距。煤矿使用的高效掘进设备,如大功率重型掘 进机、连续采煤机、掘锚机组、四臂锚杆钻车以及 履带式全液压钻车等几乎被国外厂商(或合资) 所占领,连续采煤机基本被美国 DY公司所垄断, 掘锚机组主
13、要由奥地利奥钢联公司提供。国产重型 掘进设备在设计制造、加工工艺、自动化技术和关 键技术指标等方面同国际先进水平存在较大差距。 2. 1大功率重型悬臂式掘进机技术比较 目前我国悬臂式掘进机主要有煤炭科学研宄总 院太原研宄院研制的 EBZ (H)系列、佳木斯煤机 厂生产的 S (EBZ)系列、三一重装生产的EBZ系 列。代表机型主要有太原研宄院研制的EBH315TY 和 EBZ220TY型掘进机,另外还有佳木斯煤机厂生 产的 EBZ23Q EBZ26Q EBZ300型掘进机,三一 重装生产的 EBZ20Q EBZ26Q EBZ318。 尽管 21 世纪以来我国悬臂式掘进机得到快速发展,并形成 了
14、系列化,但是,与国际先进水平相比,国内掘进 机在破岩能力、适应性及可靠性方面还存在一定的 差距,尤其在大功率重型掘进机方面表现最为突 出。大功率重型国产掘进机与国外先进设备的差 距,除总体性能参数偏低外,在基础研宄方面也比 较薄弱,适合我国煤矿地质条件的截割、装运及行 走部载荷谱没有建立,没有完整的设计理论依据, 计算机动态仿真等方面尚处于起步阶段;在元部件 可靠性、自动控制技术、截割技术、除尘系统等核 心技术方面有较大差距。 2.2连续采煤机技术比较 美国是世界上使用连续采煤机数量最多的国 家,目前在用数量大约为 1 600台。 JOY公司是最 大的连续采煤机制造供应商,形成了从薄煤层到厚
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