【www.zhangdahai.com--其他范文】
李耀胜
（中天合创能源有限责任公司，内蒙古鄂尔多斯 017000）
1.1 综合机械化掘进技术和装备
在我国煤炭巷到掘进技术当中，综合机械化掘进技术应用广泛，该项技术使用的装备涉及装载机、悬臂式掘进机与刮板输送机等。在20 世纪60 年代，我国引进了悬臂式掘进机，在20世纪80 年代引进两种当时较为先进的掘进机设备，经过不断地吸收、消化与再创造，目前已能够结合国内煤矿开采的实际情况与需求，对掘进机设备进行改进与调整，促进我国传统煤矿机械化技术的进步与发展。目前我国相关研究单位已研发出EBJ-120TP 新型巷道掘进机，领先于国际市场各类掘进机设备。该掘进机具有体积小的特点，能够较好地解决传统巷道掘进机的缺点与不足，突破传统掘进机设备的局限性问题，进一步提高掘进机设备的开采效率与稳定性。另外，该掘进机还具有较强的破岩能力，在我国的应用范围不断扩大，有效促进我国煤矿产业的发展。
1.2 连续采煤机高效掘进技术和装备
现在我国使用较为高效与综合的设备为大断面煤矿巷道连续采煤机，能够实现大断面落煤运送作业。我国现阶段虽有使用连续成套的采煤机设备，但在国内并没有设备的生产厂家，因此使用的类设备需从国外引进。在大断面煤矿巷道连续采煤机的帮助下，国内有几家大型煤矿企业突破单日最高掘进纪录，创造更多的收益回报。总之，连续采煤机不仅能够实现高效掘进的目标，还可有效降低企业开采成本，但也会出现一些客观缺陷影响使用效果，在实际使用时需考虑周全。
1.3 掘锚一体化机械技术和装备
有效提高煤矿巷道掘进效率的关键是，开发出掘锚联合装备实现掘锚一体化。掘锚机组有机结合掘进与支护，就能够在同一设备上完成两项作业，更好地缩短两项工作换位时消耗的时间。悬臂式掘进机是我国常见的掘锚机，能够有效实现截割、运载以及喷雾除尘的联合机组，有效提高煤矿开采作业效率。在我国甚至全世界煤矿巷道掘进发展中，掘锚一体化机械技术可谓是新方向，能够利用截割落煤对开采模式进行优化，降低成本的同时提高开采效率，并且还具有稳定性较强的优点，在我国煤炭巷道开采中具有一定的使用价值。
2.1 悬臂式掘进机机载液压锚杆钻机
国内厂家与国外液压锚杆机生产厂家合作，开发出了EBZ160TY 型掘进机机载锚杆钻机，该设备主要使用1650 型液压锚杆钻机，采用的是上下临时支撑设计，并且位于原机型覆带架中后部两侧的支撑架还与伸缩梁保持焊接，钻臂则是与伸缩梁进行铰接（图1）。当设备处于空闲状态时，钻臂会收回至设备内部，而工作时钻臂会随着机器推展至工作面进行锚杆支护。
图1 EBZ160TY 型掘进机机载锚杆钻机
掘进机配套单体锚杆钻机是现阶段国内应用较为广泛的掘锚设备，它能够有序地完成截割、转运与锚护等工序，但此类作业方式需要大量的辅助作业时间，消耗过多的人力资源，同时掘进效率低、工作环境差，工作人员的工作强度过大（图2）。
图2 掘进机配套单体锚杆钻机
2.2 单巷连续快速掘进成套装备
在不断研究与开发过程中，根据往常使用的超前支护配置方案提出了单巷快速掘进配套思路。该思路主要是将液压锚杆钻臂系统内的悬臂式掘进机设置在超前支护系统下方，同时将一体化运锚机设置在掘进机的后侧，从而在实际使用过程中能够实现接料、物料转载以及锚护等功能。
3.1 小断面岩巷掘进机
取钻爆法是小断面岩巷掘进机的开采办法，但是小断面岩巷掘进机开采的机械化规模较小，实际上工程推进效率并不高。为了更好地适应小断面瓦斯抽采掘进开拓，设计出EBZ260W型岩巷掘进机，该设备机身高度仅有1.65 m，能够较好地满足小断面全岩巷的掘进需求（图3）。
图3 EBZ260W 型岩巷掘进机
EBZ260W 型岩巷掘进机的设计结合了双电机并联驱动的方式，并将开发区与内喷雾水系统直接连接，使得其内喷雾时长可达2000 h。此外，它还采用智能化的总线控制系统，不仅能实时监测设备的运行参数及截割断面，还具有定位记忆截割、数据远程传输的功能。
3.2 截割头及齿座表面喷涂耐磨技术
对于岩巷掘进设备而言，若能提高设备关键部位的耐磨性，则可以提高设备的使用性能。岩巷掘进设备在使用时，截齿受到高强度的磨损会产生负后角，负后角会在设备运行过程中挤压岩石，造成大量岩粉的出现。以往通常使用堆焊耐磨材料的办法减少负后角的出现，但现在主要使用激光熔覆的方法解决截割头与齿座表面磨损问题。激光熔覆主要利用硬质合金碳化钨基或自熔合金类的耐磨材料，在使用时利用数控激光熔覆与激光表面淬火工艺，将耐磨类材料与基材表面的薄层同时融化，经过快速凝固后将在部件表层形成与基体冶金表面相结合的耐磨涂层，耐磨涂层一般厚1.5～2.0 mm。通过激光熔覆可以提高部件覆抗磨损性能，并且激光熔覆后的齿座耐磨性提高、为普通堆焊耐磨材料的5 倍。
4.1 位姿检测与纠偏技术
煤矿巷道掘进机一般在地下有限空间中进行作业，所使用的定位检测技术属于室内导航领域，具体的定位技术由于检测信号的不同各具优缺点。但是在巷道环境与掘进机设备运动的影响下，一般定位技术无法满足位置检测精度的需求，更无法实现掘进机位姿自动检测。针对此类问题，国内外研究学者开展了相关研究，其中捷联惯导组合定位技术能够在受限空间中展现出较强的适用性，并且实际的使用过程也不会产生累积误差。捷联惯导组合定位系统固定在掘进机机身，系统原理是使用相关模块进行三维坐标标定，在完成坐标标定之后借助激光测绘仪得到设备模块的坐标值，再经过姿态估算方程建立运算获取掘进机位姿。
4.2 断面成形与自适应截割技术
在设计煤矿巷道断面形状时，通常会将断面设计成矩形或是半拱形，为了提高工作效率，则可以将截割头的设置成S 形的截割路径设置。巷道断面自动成型首先需要根据机位体姿的检测，判断巷道掘进设备的截割轨迹及机体行走情况，后经过逆运动学解析巷道决定设备的行走方向与截割工艺路线，保证断面能够自动成形。
4.3 安全运行保障技术
掘进机的安全运行保障技术主要涉及远程监控与故障诊断。在掘进机的远程监控技术方面，设计了相关的远程监控系统，能够实现掘进及掘进过程中定向、定位与定型的可视化，同时还可实时监测与显示掘进机运行状态参数，并借助远程故障诊断与报警工能有效提高煤矿巷道掘进技术的智能化实现，在实际应用过程中获得了良好的效果。
5.1 连续采煤机与锚杆钻车配套作业效果不佳
连续采煤机与锚杆钻车配套作二者相互合作，才可共同完成各项煤炭巷道的掘进作业。而连续采煤机完成了一段距离的作业之后，要想进行支护作业为锚杆钻车提供作业空间，则需将连续采煤机调动到其他的煤矿巷道工作，这样不仅会提高煤矿巷道开采的工作难度，还会延长机械的工作时间、提高设备磨损率。此外，连续采煤机与锚杆钻车还需在双巷及多巷的工作环境中，才可进行配套作业，同时在配套作业的时候，转移连续采煤机还需话费过多的时间，致使开采效率降低。其次，连续采煤机与锚杆钻车配套作业时，为保证作业消耗的经济成本处于合理范围，则须有效控制连续采煤机换位时消耗的时间，并确保在换位时机械设备的运作操作稳定。但是配套作业在实际的运作过程中，需要多次调动连续采煤机，如果调动范围超出可控区域，则会影响到采煤机的运作稳定性。因此，连续采煤机与锚杆钻车的结合使用给煤矿作业带来了一定限制。
5.2 悬臂式掘进机机载能力较低
悬臂式掘进机的机械化能力较低，仅能实现截割与运煤的掘进作业，其余工作还需人工补充，需要耗费多余的人力与物力。此外，由于悬臂式掘进机的开采作业项目分散，因此在掘进作业开始的前期阶段中，需要煤矿开采工作人员进行各项工作的准备，此项过程消耗大量的时间，为煤炭巷到掘进带来不必要的成本消耗。同时，悬臂式掘进机在开展掘与锚两大工序时，由于是在有限的作业空间内进行交替作业，使得作业效率大大降低，有时还会引起严重的安全事故。
5.3 掘锚一体化机械技术存在局限
从掘锚一体化机械技术的实际应用效果可以看出，该项技术的潜在价值并未很好地发挥出来，主要是在我国开挖环境与条件较好的矿区中并未充分应用掘锚一体化机械技术，有的只是使用掘锚一体化机械技术的部分内容，因此导致掘锚一体化机械技术未发挥出实际效果。但是对于一些开挖环境不充分的地区，受到地质地貌的约束，现阶段仍旧存在许多矿区无法构建较为完善的施工建站。掘锚一体化机械技术无法发挥出价值的原因不仅在于地质约束，最根本的是掘锚一体化机械技术无法提供掘、锚平行作业的功能。
6.1 系统集成化发展趋势
现在煤矿巷道掘进技术朝着集成化的方向发展着，如快速掘进技术与悬臂式掘进技术的联合使用，是煤矿巷道掘进技术集成化发展的体现。由于我国地质条件复杂多样，煤矿巷道掘进技术系统集成化的发展，还可以更好地适应不同的开挖条件和不同地质的煤矿巷道掘进需求，从而达成有效叠加优势的目标，推动我国煤矿掘进开采业发展。此外，集成化系统还可以提高悬臂式掘进机的工作效率，如在悬臂式掘进机完成割煤工作后，利用临时支护支架形成顶板支护，将采集到的煤炭转运至运锚机中，之后再借助带式转载机将采集的煤炭运送到对应的转载机内部。
另外，科研人员需要将巷道掘进工作当做一项系统性的工程进行研究，从而有效分析掘进过程中出现的问题，并通过不断的优化，获取更加科学有效的集成化掘进模式，提高煤矿巷道掘进技术的工作效率。除此之外，工作人员还需不断完善掘进设备，更好地达成支护、掘进与运输作业相结合集成开采目标，从而为煤矿巷道掘进探索出不同的作业模式。
6.2 智能化发展趋势
随着信息化技术水平的不断提高，该项技术已经能够应用在日常生活与各行各业的生产过程。对于煤炭设备的设计与组建而言，信息技术不仅可为其带来智能化的提升，还可帮助煤矿巷道掘进设备不断升级与更新，解决传统煤矿掘进设备存在的问题，有效提高设备开采效率，减少开采成本。因此，信息化时代的发展，促进煤矿巷道掘进设备朝着智能化的方向发展，现在已经能够形成具有故障自主诊断、地质自动鉴别的智能掘进设备，扩大煤矿装备与技术的应用范围。
煤矿巷道掘进是煤炭开采项目中的重要环节，因此，需要不断优化与完善煤矿巷道掘进技术及装备，从而更好地适应新时期提出的发展需求。现阶段，煤矿巷道掘进工程相关人员需客观看待掘进技术与装备存在的问题，探寻出国内发展的短板，从而利用各类先进技术不断缩小与世界先进水平之间的差距。另外，还需利用先进的技术与发展理念，针对我国煤矿巷道掘进进行创新与升级，更好地优化各项技术和设备，提高煤矿巷道掘进效率，减少开采的能源消耗，实现社会与经济效益的和谐发展。
猜你喜欢掘进机悬臂采煤机煤矿用隔爆型采煤机电机FMECA分析防爆电机(2022年1期)2022-02-16采煤机故障分析及处理方法河北画报(2021年2期)2021-05-25煤矿井下采煤机截割驱动控制系统的应用研究机械管理开发(2020年4期)2020-06-10煤矿采煤机的常见故障与维修措施电子技术与软件工程(2019年15期)2019-12-03悬臂式硫化罐的开发设计中国特种设备安全(2019年3期)2019-04-22掘进机掘进速度模糊PID控制测控技术(2018年8期)2018-11-25当液压遇上悬臂云台 捷信GHFG1液压悬臂云台试用摄影之友(影像视觉)(2017年11期)2017-11-27探讨挂篮悬臂灌注连梁的施工山东工业技术(2016年15期)2016-12-01悬臂式掘进机的研究分析凿岩机械气动工具(2016年2期)2016-11-11掘进机行走部支重轮润滑方式改进凿岩机械气动工具(2015年3期)2015-11-11本文来源：http://www.zhangdahai.com/shiyongfanwen/qitafanwen/2023/0911/652918.html
