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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 煤矿高效掘进技术现状与进展趋势赵学社摘要（煤炭科学讨论总院太原讨论院,山西省太原市,030006）介绍了我国煤矿高效掘进与支护技术的现状,针对不同煤岩类型的巷道掘进技术进行了具体分析,分析了我国煤矿主要掘进设备与国外存在的差距,指出了煤矿高效掘进技术的进展趋势；关键词高效掘进掘进设备掘进技术锚杆支护我国煤炭开采以井工为主,2005 年国有重点煤矿 90.72 的原煤产量来自井工开采；我国煤层赋存条件复杂,出现多样性,煤层厚度从零点几 M到几十 M之间变化,为了开采煤炭,需要开掘大量的煤岩巷道；2005 年原国有重点煤矿掘进总进尺 7 464.6
2、km ,其中煤巷和半煤岩进尺约 6 311.4km,占 84.6 ；2005 年原国有重点煤矿综采机械化程度为 75.79 ,而综掘机械化程度为25.87 （综掘进尺 1 931.4km ）,综掘的进展远远滞后于综采；目前为保证原国有重点煤矿 1 402 个采煤工作面的正常生产接替,共配套了 3 986 个掘进工作面（其中开拓工作面1 038 个）,回采与掘进工作面的比例是1:3 ,为了实现采掘机械化的同步进展,满意当前500多个综采工作面的需要,综掘机械化程度应达到50以上；同时,随着综采技术的进展,国内已显现了年产几百万吨级、甚至千万吨级超级工作 面,使年消耗回采巷道数量大幅度增加,从而使
3、巷道掘进成为了煤矿高效 集约化生产的共性及关键性技术；掘进和回采是煤矿生产的重要生产环 节,采掘技术及其装备水平直接关系到煤矿生产的才能和安全；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 术的进展方向；一、高效掘进与支护技术现状名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - （一）煤巷高效掘进技术 20 世纪 80 岁月以来,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,约占总掘进巷道工程
4、量的 70左右；我国煤巷高效掘进方式主要有3 种：第 1 种是悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线,也称为煤巷综合机械化掘进,在我国国有重点煤矿得 到了广泛应用,主要掘进机械为悬臂式掘进机,它适应范畴广；第 2 种是 连续采煤机与锚杆钻车配套作业线,在我国神东、万利等矿区及鄂尔多斯 地区进行了推广应用,主要掘进机械为连续采煤机,它需要多巷掘进,交 叉换位施工；第 3 种是掘锚机组掘锚一体化掘进,仅在一些矿区进行了使 用,目前处于试验阶段；1. 煤巷综合机械化掘进煤巷综合机械化掘进由悬臂式掘进机、转载机、可伸缩带式输送机（或刮板输送机）、单体锚杆钻机、通风除尘设备及供电系统等设备组成；悬臂式掘进
5、机是煤巷综合机械化掘进的关键设备,掘进机的性能对于 提高掘进工效和掘进进尺具有重要作用；我国煤巷悬臂式掘进机的研制和应用始于20 世纪 60 岁月,以 3050kW的小功率掘进机为主,讨论开发和生产使用都处于试验阶段；80 岁月初期,为适应煤矿机械化生产进展的需要,我国引进了AM50型、 S-100 型掘进机两种为代表的机型,对进展我国综掘机械化起到了推动作用；同 时,国内加强对引进机型的消化吸取工作,积极研制开发了适合我国地质条件和生产工艺的综合机械化掘进装备；经过近30 年的消化吸取和自主研发,目前,我国已形成年产 1000余台的掘进机加工制造才能,研制生产了20 多种型号的掘进机,初步形
6、成系列化产品,基本能够满意国内市场的需求；我国现用煤巷悬臂式掘进机主要技术性能参数见表 1；表 1 我国煤巷悬臂式掘进机主要技术性能名师归纳总结 技术参数AM50 S-100 EBJ-EBZ160TY S150J ELMB-EBJ-第 2 页,共 18 页120TP 75C 160SH 断面 / 618 8 23 818 921 9 23 617 824 可截割硬度60 70 60 80 80 70 80100 /MPa - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 机重 /t 26.8 27 36 51.5 44.6 23.4 53 总功率 /kW 174 14
7、5 190 250 205 130 314 截割功率 /kW 100 100 120 160 150/80 75 160 适应坡度 /16 16 16 16 16 16 16 （ ）系统压力16 16 16 23 16 16 16 /MPa 外形尺寸7.5 12.2 8.6 2.19.8 9.0 2.88.22 10.8 2.1 2.55 2.5 2.7 /m m m 2.8 1.8 1.55 1.8 1.65 1.7 1.56 1.5 生产厂家淮南佳木斯太原分院太原分院佳木斯南京晨上海分光院AM50型、 S-100 型掘进机均为国外20 世纪 70 岁月的产品,设备功率小、机重轻、破岩才能低
8、及牢靠性差,仅适合在条件较好的煤巷中使用；近年来,我国相继开发了以EBJ-120TP型掘进机为代表的替代机型,在整体技术性能方面达到了国际先进水平,正在推广应用；EBJ-120TP型掘进机于 2002 年通过了中国煤炭工业协会组织的鉴定,2003 年获中国煤炭工业科技进步特等奖, 2004 年获国家科技进步二等奖,目前已应用 500 多台；我国研制的新一代煤巷掘进机具有以下技术特点：1 整机结构紧凑、设计合理；2 机身矮、重心低、工作稳固性好；3 生产才能大、破岩才能强、适应性好；4 采纳液压马达直接驱动装载机构,结构简洁,工作稳固,牢靠性 高,削减了保护量；5 采纳无支重轮履带行走机构和履带
9、导向轮黄油缸张紧装置,提高了 履带行走机构的牢靠性；6 液压系统简洁牢靠,增设了自动加油装置,提高了液压系统的牢靠 性；7 电气系统采纳了PLC掌握,具有工矿检测和故障诊断功能；近几年,国产掘进机在煤巷掘进中取得了较好的成果,实际年进尺可达 6 000 8 000m,基本满意了煤巷高效掘进的需要；2004年潞安矿业集团常村煤矿综掘一队采纳 EBJ-120TP 型掘进机,在大断面煤巷掘进中创月进 680m的好成果； 2005 年金峰集团寸草塔煤矿使用EBJ-120TP型掘进机最名师归纳总结 高日进尺为 72m,月进尺 905m；2005 年鄂尔多斯宏景塔矿使用EBJ-120TP型第 3 页,共
10、18 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 掘进机日进尺达到了 40m；悬臂式掘进机在我国重点煤矿已普遍使用,发挥了重要作用；但由于是单巷掘进,且采纳单体锚杆进行锚杆支护,掘进和支护不能平行作业,影响了掘进速度的进一步提高；2. 大断面煤巷连续采煤机高效掘进 连续采煤机是一种具有较大截割宽度的集落煤、装运及行走为一体的综合机械化掘采设备,在国外广泛应用于矩形断面的双巷或多巷快速掘 进,以及短壁开采,已成为现代高产高效矿井的重要设备；我国引进连续 采煤机始于 1979 年,迄今为止大体经受了单机和成套设备引进两个阶段；目前我国神东公司、晋城煤业、万利公司、
11、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近 短壁开采；60 余台,用于大断面煤巷的掘进和连续采煤机掘进工作面设备配置按工作面运输方式一般分为两种：一 种是间断式运输方式,工作面配置为连续采煤机、运煤车或梭车、给料破 碎机、锚杆钻车、铲车及胶带输送机；另一种是连续运输方式,工作面配 置为连续采煤机、锚杆钻车、连续运输系统、铲车及胶带输送机；连续采 煤机在大断面煤巷掘进时,连续采煤机与锚杆钻车采纳交叉换位作业方 式,如图 1 所示,连续采煤机在运输巷道掘进的同时,锚杆钻车正在回风 巷道进行锚杆支护作业,当连续采煤机完成一个掘进循环时,与锚杆钻车 交换位置；为满意机器调动和运输的要
12、求,两条巷道之间每隔 50m掘一条 联络巷；图 1 连续采煤机双巷掘进我国神东矿区使用连续采煤机进行煤巷掘进取得了较好的成果,平均名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 月进尺在 2 000m以上,并制造了多项全国纪录,为高产高效矿井生产预备供应了正确技术途径； 2005 年神东公司榆家梁煤矿采纳四个连采队,全年完成掘进进尺 63 368m,其中月进尺最高达7 802m,为全国之冠； 2004 年神东公司上湾矿连采二队使用12CM27-11D型连续采煤机,掘进断面6m4.4m, 创日进尺 163m,双巷掘进月进尺 采一队
13、使用单机三巷掘进,完成月进尺3 070m；2003 年神东公司上湾矿连 4 656m,创全国掘进纪录；除神东矿区外,在地质条件复杂的宁煤集团羊场湾使用连续采煤机煤巷掘进,最 高月进尺达 40m,月进尺 1 000m；在我国连续采煤机实现煤巷高效掘进的 使用体会说明,连续采煤机用于长壁工作面顺槽双巷及三巷掘进,完全可 以满意高产高效综采工作面月推动速度的要求,而且掘进成本比采纳悬臂 式掘进机（如 S100）降低 160 元/m；但由于需要较好的煤层赋存条件,不 能实现单巷掘进,连续采煤机用于煤巷掘进具有肯定条件限制；国内连续 采煤机的研制工作正在进行中；3. 掘锚机组掘锚一体化掘进 为了实现煤巷
14、快速高效掘进,适应锚杆支护技术的快速进展,世界主 要采煤国的快速掘进装备在不断的进展,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掘进机的基础 上进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,削减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,掘锚机组主要两种：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； 1 掘锚机组在我国的应用仍处于试验阶段,目前国内已有 8 台掘锚机 组,其中 7 台 ABM20掘锚机组和 1 台 12CM15-15DDVG 掘锚机组；掘锚机组按作业方式
15、划分可化为两类：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掘锚机组为第一类,12CM15-15DDVG 掘锚机组为其次类； ABM20掘锚机组是掘锚机组的典型代表,其作业方式是截煤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动割煤,与此同时,锚杆钻机就与发生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,行走机构带着机名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 体及锚杆机向前移动,完成一个掘进循环；2003 年晋城煤业集团引进一台ABM20掘锚机组,在成庄矿四
16、盘区4214巷道进行了试验,巷道断面为4.9m 3.3m；2004 年 1 月开头试验, 2 月份掘进进尺为 251m,3 月份进尺为 402m,4 月份进尺 550m；试验期间最高班 进尺为 12m,最高日进尺为 30.4m,该套设备具备了月进 900m的生产能 力；2003 年神东公司引进一台JOY12CM15-15DDVG 型掘锚机组,在乌兰木伦矿 3-1 煤 63112 运输巷和 63114 回风巷的掘进工作面使用；2 巷道断面外形均为矩形,其中 63112 运输巷断面 5.4m 3.4m；掘进作业时,掘进循环1.2m,当顶板完整,顶煤厚度在 500mm以上时,循环进尺可放宽为 12m
17、,工作面最大空顶距为 14.89m；月掘进进尺 1 200m,锚杆支护数量 4 020 套；生产小班最少进尺为 26m,日进尺最高为 45m；2005 年兖州煤业集团公司鲍店煤矿使用ABM20S型掘锚机组最高班进尺21m、日进尺 53m、月进尺 1 100m（巷道断面为 4.9m 3.2m）；山西鲁能电 煤公司上榆泉煤矿使用 ABM20型掘锚机组创出了月进 1 388m巷道断面 17.5m 2 的国内使用掘锚机组的最好成果；掘锚机组在我国的试验取得了初步的胜利,但掘进进尺仍有待进一步 提高；由于机器巨大,对巷道条件要求高,适应范畴较小；国内掘锚机组 的研制工作正在进行中；2）悬臂式掘进机机载锚
18、杆钻机；煤巷掘进过程中,掘进机掘进与巷道顶板支护之间的冲突始终未能很 好的解决,特殊是巷道采纳锚杆支护后,支护时间所占比重过大,使得这 一冲突尤为突出；我国曾在掘进机上机载锚杆钻机的讨论上作了一些有益的尝试,相继研制了与AM-50型号和 S100型掘进机配套的机载锚杆钻机,同时在 20 世纪末也引进了带有多台锚杆机的英国 LH1300H型掘进机和日本MRH-S220型掘进机；但这种“ 机载锚杆机” 与国外掘锚机组有相当大的区别,由于悬臂式掘进机在设计时未考虑锚杆机配置问题；锚杆钻机在掘进名师归纳总结 机上的安装位置见图2 所示；第 6 页,共 18 页- - - - - - -精选学习资料 -
19、 - - - - - - - - 图 2 掘进机机载锚杆钻机综上所述,连续采煤机及掘锚机组适用于适合锚杆支护的煤巷高效掘 进；在这类巷道条件下,连续采煤机及掘锚机组能够发挥其优势,具有成 巷速度快、掘进工效高、巷道成型好、工人劳动强度低等优点,特殊是大 断面煤巷掘进优点更为突出；（二）半煤岩巷高效掘进技术 我国煤矿除煤巷外仍有大量的半煤岩巷道需要掘进,主要为薄煤层以及 2.0m 以下中厚煤层巷道,约占总掘进工程量的20左右；半煤岩巷道是指在掘进断面中,岩石面积占断面面积的20 80的巷道；我国重点煤矿半煤岩巷的掘进基本上采纳半煤岩悬臂式掘进机机械化 作业线,半煤岩掘进机以中型和重型机为主,截割
20、功率在 120kW以上,机重在 35t 以上；煤矿现用主流半煤岩巷悬臂式掘进机以EBJ-120TP 型、EBZ160TY 型及 S150J型三种机型为主,占半煤岩掘进机使用量的 80以 上；掘进机在半煤岩巷道掘进机过程中由于岩石所占比例大,在机器挑选时主要考虑以下几个方面：1）机重大、重心低、工作稳固性好；2）破岩才能强,截齿单刀力大；3）元部件牢靠性高；4）系统简洁牢靠,便于保护；煤科总院太原讨论院研制的EBJEBZ系列半煤岩巷掘进机,采纳大、小截割头 2 种配置方式,大截割头适应煤巷高效掘进,小截割头适应半煤岩巷掘进； EBJ-120TP 型小截割头平均截齿单刀力在4 500N 以上,名师
21、归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - EBZ160TY小截割头平均截齿单刀力甚至达到了8 000N,截齿单刀力大,保证了破岩才能,真正满意岩石硬度为 f68 半煤岩巷的掘进；对重型大功率掘进机来说,当截割煤层时,因截割阻力较小,这时需 要提高截割速度来提高生产率；当截割岩石时,截割阻力较大,为防止截 割电机过载,同时也为削减截齿损耗,这时应降低截割速度,同时增大截 割单刀力； EBZ160TY型掘进机采纳恒功率双速截割电机,这种方式调速方 便,且高、低速时电机功率恒定不变,低速时单刀力增大一倍,是同类机 型的 1.5 2
22、倍,整机截割才能明显加强；平煤集团所辖矿区井下地质情形复杂,断层多,煤层薄,煤层中多有夹矸,夹矸厚度一般为300400mm；因此,掘进机要常常切割硬度为f68 的岩石； EBJ-120TP型掘进机现已成为半煤岩巷掘进的主力机型,全 公司使用近 50 台,分布在平煤集团下属的各矿,这些机器基本用于半煤岩 巷道的掘进,因适合矿区井下工况和地质条件,使用成效特别好；2004 年 6 月,平煤集团六矿使用 EBJ-120TP型掘进机创半煤岩巷掘进月进 816m的 全国纪录；薄煤层含硬硫化铁结核半煤岩巷掘进是兖矿集团面临的一个主要问 题；兖矿集团南屯煤矿 16 上煤层平均厚度为 1.0m,煤层中含有硫化
23、铁结 核,其硬度系数超过 12,底板为铝质泥岩,平均厚度 1.0m,遇水膨胀、松 软,采纳综掘机械化施工难度大；为探究薄煤层半煤岩掘进新工艺,提高巷道单进水平,经过充分调研,挑选EBJ-120TP型掘进机作为掘进设备；试验期间,先后创出最高班进 9.7m、日进 26.4m、月进 605m的同类条件国内一流水平,大大减轻了职工的劳动强度,取得了良好的成效；目前,兖州矿区半煤岩掘进机在用数量已达到 10 余台；EBZ160TY型掘进机已在新汶、平顶山、汾西、西山、鄂尔多斯等矿区使用； EBZ160TY型掘进机在新汶矿业集团已推广十几台,新汶翟镇矿使用EBZ160TY型掘进机掘进 3203 中间巷,
24、属半煤岩巷,月进尺达 486m,是炮掘的 3 倍；（三）岩巷高效掘进技术目前,国内岩巷施工仍以钻爆法为主,岩巷悬臂式掘进机在我国正在进行试验；以钻爆法为主的岩巷机械化作业线,主要有二种,一种是气腿名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 式凿岩机配耙斗式或铲斗式装岩机作业线；另一种是全液压钻车配侧卸装岩机作业线；第一种在我国应用较多,掘进速度一般为6070m/月；其次种在我国应用较少,据统计,2005 年全国重点煤矿全液压钻车在用台数为27 台,掘进进尺为 6 200m；1. 全液压钻车配侧卸装岩机岩巷高效掘进我国大断面岩
25、巷快速高效机械化综合配套作业线以CMJ17履带式全液压钻车配 ZC-3 履带式侧卸装岩机为代表,在岩巷掘进中取得了较好的成 绩； CMJ17履带式全液压钻车主要优点：双臂凿岩,凿岩速度快,工作效率高,凿岩速度可达0.8 2.0m/min ；液压系统先进,设有凿岩机自动返回及防卡钎装置,操作便利,安全牢靠；机身小、结构紧凑、重心低、机动敏捷,采纳履带行走方式,工作稳固,爬坡才能强,对工作面、顶 板、侧帮、底板均能全断面凿岩作业；采纳模块式结构,拆装便利,动 力单一化,能耗低,噪音低,可大幅度改善工作环境,提高施工效率和施 工质量；国产履带式全液压钻车主要技术参数见表 2；表 2 国产履带式全液压
26、钻车主要技术参数技术参数CMJ17 CMJ17A LC12-2B 钻孔速度-1 /m min0.8 2 0.8 2 0.8 2 钎杆长度 /m 2.745 2.745 2.745 孔径/mm 2742 2742 2742 孔深（一次推2.13 2.13 2.5 进）/m 适应断面 宽2 25.02 2 25.02 2 25.972高/m 3.53 4.23 4.6 行走速度 /km/h 3 3 3 爬坡角度 /% 25 25 25 配凿岩机型HYD200 HYD200 HYD200 外形尺寸 /m m7.2 1.03 7.2 1.03 7.2 1.2 m 1.6 1.8 1.8 电机容量 /k
27、W 45 45 55 电压等级 /V 660 或 380 660 或 380 660 或 380 整机质量 /t 8 8 9 该机械化配套作业线主要具有以下特点：名师归纳总结 1）凿岩和装岩速度快,单进和效率高；大断面岩巷钻凿70 余个炮第 9 页,共 18 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 眼,液压钻车可在60min 内完成,而气腿式凿岩机需200min；侧卸装岩机生产效率比一般耙斗装岩机提高 进了单进的提高；2 倍,凿岩速度和装岩生产率的提高,促2）劳动强度低,人员少,安全牢靠；3）实现了大断面岩巷的全断面一次钻眼、一次定炮、一次起爆、一次 支护
28、的掘进技术,保证岩巷全断面支护的整体性,提高了支护质量；开滦集团公司钱家营矿 850m水平东翼轨道大巷,半圆拱形断面,锚喷支护和锚网喷支护,掘进面积为5.1m 3.85m,掘进面积 16.84m 2,采纳CMJ17履带式全液压钻车配ZC-3 履带式侧卸装岩机作业线；2005 年累计进尺 1 202.6m,折合标准岩巷 1 648.6m,平均月进尺 100.2m,折合标准岩巷月进尺 137.4m,工效为 2.18m/ 工 月 ,实现了快速、高效施工；2. 全岩巷重型悬臂式掘进机掘进重型悬臂式掘进机用于大断面岩巷的掘进在我国处于试验阶段,新集能源股份公司、新汶矿业集团、淮南矿业集团及平顶山煤业集团
29、公司等企业先后引进了德国 WAV300、奥地利 AHM105、英国 MK3型重型悬臂式掘进机共 4 台；目前国内使用的掘进机截割岩石硬度仅为6080 MPa左右,在遇到断层多、地质条件复杂的岩层时,极易趴“ 窝” ,掘进效率低下；AHM105型巷道掘进机是奥地利奥钢联公司的巷道掘进设备,已在美国、澳大利亚、南非等国使用；新汶矿业集团公司经对比分析,认为AHM105型掘进机比较适应复杂的地质条件,于 2006 年引进 1 台； AHM105现在用于龙固矿北区辅助运输大巷的掘进,该巷道为全岩巷道,巷道断面,净宽 5.64m,净高 4.5 m；AHM105掘进机是从 2006 年 10 月开头使用,
30、三个月累计进尺 240m,消耗截齿 35 把,最高日进尺6m,曾实现 15d 进尺 90m；截割最硬的岩石为细砂岩,硬度为 f10 左右,日进尺 2.4m；试验反映机器的稳固性好,故障点少,遥控器的使用给操作带来了便利,但存在拱形巷道成型比较困难和湿式除尘器使用成效不好等问题；岩巷机械化高效掘进也是淮南矿业集团岩巷掘进面临的技术 瓶颈 问题,通过调研、论证,提出了引进岩巷掘进机的技术方案；MK3型重型掘进机是由英国多斯科公司生产制造,具备岩巷掘进月进尺300m以上的才能；名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 目前该机
31、正在潘二矿进行试验,掘进巷道为半圆拱形,断面 5.4m 4.2m,全岩巷道,岩石为石英砂、钙质砂岩,硬度系数f45；使用两个半月,累计进尺 300m,最高月进尺 180m,截齿消耗 0.5 把/m,其中含有一段长10m左右,夹有 4m厚的白砂岩,岩石硬度f7.2 ；试验反映配备的断面显示功能对巷道超挖掌握较为有用,但铲板前伸功能作用不突出,掘进面降 尘成效不好；虽然全岩巷重型悬臂式掘进机在我国煤矿的应用仍处于试验阶段,但 代表了岩巷掘进技术的进展方向；（四）煤矿锚杆支护技术 巷道支护技术是煤炭开采中的一项关键技术；安全、合理、有效的巷 道支护是保证矿井实现高产高效的必要条件；近年来,煤巷锚杆支
32、护技术 进展极为快速；由于这种支护方式具有支护成效好、成本低等诸多特点,它的广泛采纳给煤矿企业带来巨大的技术经济效益；锚杆支护已经成为巷 道支护的一个主要进展方向；目前,锚杆支护技术已在我国高产高效矿井中得到了广泛应用；从薄 及中厚煤层回采巷道,到综采放顶煤工作面沿煤层底板掘进的全煤巷道；从顶板比较稳固的煤巷,到复合、破裂顶板巷道,从实体煤巷,到沿空掘 巷,从小断面巷道到大断面开切眼,锚杆支护的使用范畴越来越广,为矿 井实现高产高效制造了良好条件；我国锚杆支护技术已形成了成套技术,包括：巷道围岩地质力学测试技术；锚杆支护动态信息设计；高强度锚杆支护材料、树脂锚固剂、W钢带及其轧制技术、特种锚杆
33、与锚索支护技术；锚杆支护施工机具；锚杆支护监测仪器与技术；在锚杆支护技术中施工机具起着特别重要的作用,它直接影响锚杆施 工质量和施工速度；锚杆钻机按结构形式可分为单体式和钻车式两类,钻 车式又分为履带式和胶轮式；按钻机破岩方式可分为旋转式、冲击式和冲 击旋转式；按钻机动力形式可分为液压、电动及风动式；目前我国煤矿综 掘巷道锚杆钻机以便携式单体锚杆机为主,连续采煤机掘进巷道以履带式 锚杆钻车为主；从现场使用情形分析,风动单体锚杆机使用量大,应用范 围广,经过近年来的提高和完善,牢靠性和使用寿命都有所提高；与连续 采煤机配套的 CMM25-4型四臂锚杆钻车煤科总院太原讨论院已研制胜利,名师归纳总结
34、 - - - - - - -第 11 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 并批量生产；如图 3 所示；图 3 CMM25-4 型四臂锚杆钻车CMM25-4型四臂锚杆钻车样机从2005 年 8 月 27 日到 11 月 27 日在中国神华能源股份公司神东煤炭分公司补连塔煤矿井下进行了历时 3 个月的井下工业性试验；共打锚杆14 400 根,日最高记录 384 根,班最高记录140 根,最高小时锚杆数 72 根；实践证明,整机及部件各项性能指标完全能够满意井下生产需要和设计要求；其中行走系统、锚钻系统、除尘系统、电气系统性能优于引进机型；二、我国煤矿主要高效掘进设备与
35、国外存在的差距与国际先进水平相比,我国在用煤矿主要高效掘进设备的破岩才能、适应性及牢靠性等方面仍存在肯定的差距；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）所占据,连续采煤机基本被美国 JOY公司所垄断,掘锚机组主要由奥地利奥钢联公司供应,四臂锚杆钻车由澳大利亚约翰芬蕾公司掌握；我国煤及半煤岩巷掘进机最大截割功率为 200kW与进口机型仍有肯定的差距,连续采煤机、掘锚机组国内正在处于研制阶段,连续采煤机 2007 年上半年将推出样机；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
36、存在较大差距；1. 大功率重型悬臂式掘进机技术比较与差距目前我国悬臂式掘进机主要有煤科总院太原讨论院研制的 EBJZ系列、佳木斯煤机厂生产的 S系列、煤科总院上海讨论院设计的 EBJ系列等型掘进机；代表机型主要有太原分院研制的EBJ-160、EBZ160TY和 EBJ-名师归纳总结 120TP型掘进机,另外仍有佳木斯煤机厂生产的S150、S200型掘进机；重第 12 页,共 18 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 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,在基础讨论 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
37、,没有完整的设计理论依据,运算机动态仿真等方面仍处于空白；在元部件牢靠性、掌握技术、在截割方式、除尘系统等核心技术方面有较 大差距,见表 3；表 3 大功率重型掘进机技术比较比较工程国外国内总体参数截割功率300kW,装机总功率截割功率 200kW,装机总功率555kW,机重 120t ,截割断面290kW,机重 60t ,截割断面截割机构5.8m 8.8m 5.1m 6.0m 纵轴式、横轴式内伸缩截割机构纵轴式内伸缩截割机构截齿焊接工艺真空热处理,喷涂强化,截割硬 度 f =12 真空热处理,截割硬度f =810 牵引方式变量泵,压力25MPa 变量泵,压力23MPa自动掌握技术全功能遥控,
38、截割断面监视尚属空白除尘方式外喷雾加机载除尘系统,除尘效内、外喷雾,除尘成效差果好润滑方式自动集中润滑人工操作2. 连续采煤机技术比较与差距连续采煤机是美国JOY公司首创的,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 1600 台； JOY公司是国际上最大的连续采煤机制造供应商,形成了从薄煤层到厚煤层的系列化产品,其制造水平处于世界领先位置；我国对连续采煤机的开发工作起步较晚,同类产品长期空白,仍有很多核心技术进行攻关讨论；连续采煤机仍处于设计及元部件试验阶段,设备完全进口,在核心技术等方面需要攻关,见表 4；表 4 连续采煤机技术比较比较工国外国内程截割功率 2 205kW,装
39、机总截割功率 2 170kW,装机名师归纳总结 总体参功率 640kW,机重 74.9t ,截总功率 580kW,机重 60t ,第 13 页,共 18 页数割高度 5.0m,截割宽度截割高度 4.6m,截割宽度截割电3.5m,生产才能 35t/min 3.3m,生产才能 27t/min 需要进口电机、扭矩轴、电机功率 205kW 机摩擦离合器牵引方直流或沟通变频,牵引功率2液压马达或沟通变频,牵式 37kW（DC）引功率 2 30kW（AC）冷却技采纳温度监测传感器,掌握台尚属空白- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 术 具有温度和超温报警断电功能除尘方
40、内、外喷雾加机载除尘系统,外喷雾加机载除尘系统,式除尘成效好需要进口机载除尘系统3. 掘锚机组技术差距从 20 世纪 90 岁月,奥钢联采矿设备公司开发了ABM20掘锚机组并投入市场,到现在全世界范畴内共有 70 多台 ABM20掘锚机组在使用；我国目 前仍处于试验和讨论阶段,在掘锚机组总体设计、传动件加工制造等方面 有较大差距；掘锚机组是当今世界上代表高效掘进设备的最高技术水平,采纳了很多新技术、新材料、新工艺,其研制开发的重点技术就是要解决 如何实现掘锚平行作业问题；需要攻克的技术关键主要有：1）整体结构设计及稳固性的讨论；2）截割机构和装运机构与行走机构、主机架及锚杆机之间相对滑移联 结
41、技术；3）截割振动与锚杆机打眼振动抗干扰技术；4）截割滚筒伸缩技术；5）行走机构电牵引技术；6）遥控技术和自动化监控技术；7）机载除尘及通风系统讨论；三、煤巷机械化掘进高效作业线 煤巷是煤矿掘进量最大的巷道,高效综采工作面的快速推动,每年要 消耗大量的煤巷；煤巷掘进速度直接影响着采掘接替,矿井掘进工作面中 煤巷掘进面所占比重最大,投入的设备最多,最先进；煤巷机械化掘进高 效作业线设备配置见表 5；表 5 煤巷机械化掘进高效作业线设备配置 特点及适应范畴 配套设备作业线一：悬臂式掘进机、单体锚 杆钻机、桥式转载机、带式输送 机、机载除尘设备 作业线二：悬臂式掘进机机载锚杆 机、桥式转载机、带式输
42、送机、机 载除尘设备适用于单巷掘进,适应范畴广,掘锚不能平行作业适用于单巷掘进,适应范畴广,有利于提高支护效率名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 作业线三：连续采煤机、梭车、给 料破裂机、带式输送机、四臂锚杆适用于巷道条件较好的大断面双 巷或多巷掘进,掘锚交叉作业,钻车、铲车 掘进速度快作业线四：掘锚机组、桥式转载 机、带式输送机适用于巷道断面大的单巷掘进,掘锚平行作业,掘进速度快四、煤矿高效掘进技术进展趋势（一）煤巷高效掘进技术进展趋势 1. 进展掘锚一体化技术 美国、澳大利亚、英国等主要产煤国家目前广泛采纳掘锚一体化技 术,即通过掘锚机组实现掘锚平行作业；同连续采煤机和锚杆钻车交叉换 位施工相比,掘锚一体化适用范畴更广,支护成效、掘进工效也有进一步 改善,因而引起世界采矿界的广泛关注,被誉为煤巷掘进的一次技术革 命；掘锚一体化技术的核心是掘锚机组,是连续采煤机和锚杆钻机的有机结合； 1990 年奥地利 Voest Alpine公司依据澳大利亚煤矿的体会和需要,讨论开发出 ABM20掘锚机组,主副机架能够相对滑动,解决了掘锚平行作业问题；该机安装4 台顶板锚杆钻机和2 台帮锚杆钻机及暂时支护装置；1992 年改型为 ABM30掘锚机组,将截割和装运机构才能加大,削减锚杆钻机