白永鮮

（同煤集團(tuán)云岡礦，山西大同037017）

引言

近年來，隨著我國社會的發(fā)展，各行各業(yè)對煤炭資源的需求量不斷增大。為更好地滿足市場需求，同時獲得更多經(jīng)濟(jì)效益，各礦井都在積極發(fā)展機(jī)械化采煤。雖然機(jī)械化采煤具有很多優(yōu)點，但也存在一些不足，因此為促進(jìn)我國煤礦采掘機(jī)械化的健康、穩(wěn)定快速發(fā)展，必須了解煤礦掘進(jìn)設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展中存在的問題，掌握相應(yīng)的改進(jìn)措施，并明確未來發(fā)展趨勢。

1 煤礦掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 掘進(jìn)設(shè)備

1930年末，人們開始嘗試使用掘進(jìn)機(jī)來開拓巷道，如1938年前蘇聯(lián)研制的IIK-1型截聯(lián)式掘進(jìn)機(jī)，但該掘進(jìn)機(jī)結(jié)構(gòu)、性能都不完善，應(yīng)用水平較低。經(jīng)相關(guān)科研人員的長期努力，直到1940年后期，掘進(jìn)機(jī)在結(jié)構(gòu)、性能都取得很大發(fā)展，類型也不斷增多。如1956年匈牙利國家研制的F5型掘進(jìn)機(jī)，1958年前蘇聯(lián)研制的IIK-3掘進(jìn)機(jī)都得到了很好的應(yīng)用。到1960年各產(chǎn)煤國大多應(yīng)用了掘進(jìn)機(jī)，并開始意識到掘進(jìn)機(jī)的重要性，大多數(shù)國家都開始努力研制掘進(jìn)機(jī)，當(dāng)時比較著名的掘進(jìn)機(jī)有英國的MK2掘進(jìn)機(jī)、RH型掘進(jìn)機(jī)、日本的MRH型掘進(jìn)機(jī)、西德的甲蟲型掘進(jìn)機(jī)等[1]。而我國的煤礦掘進(jìn)機(jī)研制工作起步相對較晚，自1962年才開始逐步研制，但發(fā)展速度相對較快。自1979年起，我國開始從國外引進(jìn)煤與半煤巖巷掘進(jìn)機(jī)，人們開始逐步推廣應(yīng)用懸臂式掘進(jìn)機(jī)。這種掘進(jìn)機(jī)的應(yīng)用大幅提高了掘進(jìn)速度。通過對懸臂式掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行的改良與推廣，使我國的掘進(jìn)技術(shù)取得飛速發(fā)展。特別是近年來，生產(chǎn)出很多高產(chǎn)、高效的新型掘進(jìn)機(jī)，如QMJ4260全斷面煤巷高效掘進(jìn)機(jī)等。

1.2 掘進(jìn)方式

1）懸壁式掘進(jìn)機(jī)與單機(jī)錨桿鉆機(jī)相配套，進(jìn)行煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)。當(dāng)前主要應(yīng)用的掘進(jìn)機(jī)械為懸臂式掘進(jìn)機(jī)，此掘進(jìn)機(jī)具有生產(chǎn)能力大，工作性能穩(wěn)定、可靠等優(yōu)點；用液壓馬達(dá)來對轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動，設(shè)備更易維護(hù)；用PLC來控制電氣系統(tǒng)，可實現(xiàn)故障診斷與自動檢測工況。因此，很多礦井都選用了此掘進(jìn)方式。

2）錨桿鉆車與連續(xù)采煤機(jī)配套作業(yè)線。此掘進(jìn)方式主要掘進(jìn)機(jī)械為連續(xù)采煤機(jī)，這種采煤機(jī)截割寬度較大，可實現(xiàn)采煤、裝運以及行走等一體化作業(yè)，可進(jìn)行短壁開采與快速掘進(jìn)雙巷、多巷，此設(shè)備已成為當(dāng)前我國高效掘進(jìn)主力設(shè)備。

3）掘錨機(jī)組一體化掘進(jìn)。該掘進(jìn)方式屬于一種高效掘進(jìn)方式，技術(shù)較先進(jìn)，有機(jī)結(jié)合了掘進(jìn)、錨桿打眼以及安裝等工序，但當(dāng)前該掘進(jìn)方式在我國還處于研究實驗階段，技術(shù)還不是很成熟。只有部分特殊區(qū)域應(yīng)用了該技術(shù)[2]。

2 掘進(jìn)設(shè)備現(xiàn)存的技術(shù)問題

1）穩(wěn)定性差。煤礦掘進(jìn)機(jī)在實施掘進(jìn)作業(yè)時，若對較大巖石進(jìn)行直接截割，在不適當(dāng)減小截割深度的情況下，會由于截割深度過大，引發(fā)機(jī)組發(fā)生橫向振動，甚至滑動，導(dǎo)致嚴(yán)重磨損截齒或剪斷截割頭軸，特別易引發(fā)截割電機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)造成短時高溫，燒毀電機(jī)。同時也易出現(xiàn)熱敏電阻接點不能及時閉合，造成電控系統(tǒng)發(fā)生癱瘓。

2）無法自動注油。油是掘進(jìn)機(jī)必不可少的潤滑劑，隨著掘進(jìn)機(jī)工作時間的加長，油箱中的油液量會不斷減少，需給掘進(jìn)機(jī)及時補(bǔ)充油液，但當(dāng)前國內(nèi)很多掘進(jìn)機(jī)都無法自動注油，在人工注油時，若操作不當(dāng)，易有灰塵混入油液，引發(fā)掘進(jìn)機(jī)油液管路堵塞。

3）鏟板較難更換。當(dāng)前在更換掘進(jìn)機(jī)鏟板時，需卸掉掘進(jìn)機(jī)行走架，這樣不但費時，而且費力。

4）適應(yīng)性差。大型化、機(jī)械化以及自動化、信息化是當(dāng)前采煤業(yè)的主要發(fā)展方向，但實際生產(chǎn)中在巷道斷面尺寸大小與礦井運輸罐籠尺寸的限制下，要想讓大型掘進(jìn)機(jī)順利進(jìn)入井下工作面，需對大型掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行機(jī)體分離，而很多掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行分體時，嚴(yán)禁拆卸部分超重、超高元件，這就造成了大型掘進(jìn)機(jī)很難在當(dāng)前的煤礦中廣泛應(yīng)用。

5）除塵效果不理想。高速運轉(zhuǎn)的設(shè)備易制造很多煙塵粉塵，這些煙塵粉塵不僅會損害礦工身體健康，而且易對工人視線造成影響，以致工人無法準(zhǔn)確看清設(shè)備運行情況，影響功效。另外空氣中彌漫大量的煙塵、粉塵，其也存在爆炸危險。而當(dāng)前所用的噴霧式除塵以及抽出式除塵實際除塵效果都不是很理想。

6）運輸鏈易松動。由于受沖擊載荷的影響，很容易造成掘進(jìn)機(jī)運輸鏈發(fā)生松動，一旦鏈條發(fā)生松動易形成跳鏈故障、卡鏈故障以及斷鏈故障等[3-4]。

3 掘進(jìn)設(shè)備的改進(jìn)方向

1）努力擴(kuò)大掘進(jìn)機(jī)適應(yīng)性?？赏ㄟ^發(fā)展部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)，使掘進(jìn)機(jī)有更大的適應(yīng)范圍。

2）增大掘進(jìn)機(jī)截割部的截割力，努力提升掘進(jìn)機(jī)工作時的穩(wěn)定性。當(dāng)前各煤炭企業(yè)所用的重型掘進(jìn)機(jī)，其截割電機(jī)功率較大、截割力較大、截割頭轉(zhuǎn)速較快，截割速度也較理想。為使這種掘進(jìn)機(jī)對地比壓更小，同時能有更好的爬坡能力，應(yīng)把新型掘進(jìn)機(jī)設(shè)計為寬履帶結(jié)構(gòu)，并應(yīng)適當(dāng)增大掘進(jìn)機(jī)自重，努力降低掘進(jìn)機(jī)重心[5]，另外，為使掘進(jìn)機(jī)機(jī)體工作狀態(tài)更穩(wěn)定，可在履帶前后裝設(shè)液壓操作卡爪式支腿機(jī)構(gòu)。

3）為更好地控制掘進(jìn)機(jī)作業(yè)時產(chǎn)生的粉塵，可應(yīng)用高壓水射流技術(shù)來降塵。

4）努力研發(fā)掘進(jìn)機(jī)控制技術(shù)，使其實現(xiàn)自截控制。

5）盡力提升掘進(jìn)機(jī)元部件工作可靠性，最大限度地延長掘進(jìn)機(jī)使用壽命。

6）研制與工作面作業(yè)相配套的機(jī)械掩護(hù)支架，爭取使工作面掘進(jìn)與支護(hù)能實現(xiàn)平行作業(yè)。

4 煤礦采掘機(jī)械的發(fā)展趨勢

1）控制自動化、智能化發(fā)展。在計算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的影響下，人們開始把計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到掘進(jìn)機(jī)控制系統(tǒng)，借助計算機(jī)技術(shù)來控制監(jiān)控巷道斷面尺寸與掘進(jìn)方向，以使巷道掘進(jìn)更安全、更高效。

2）多功能一體化。可把機(jī)載錨鉆系統(tǒng)、臨時支護(hù)系統(tǒng)以及除塵系統(tǒng)等都集成于掘進(jìn)機(jī)主機(jī)，讓掘進(jìn)機(jī)在掘進(jìn)施工的同時能實現(xiàn)多種作業(yè)，以更好地保障安全生產(chǎn)與提高成巷速度。

3）努力擴(kuò)大適用范圍。隨著新型掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，最新研制出的掘進(jìn)機(jī)能截割硬度與可截割斷面將會越來越大，因此，這種掘進(jìn)機(jī)的適用范圍也會逐步擴(kuò)大，可掘進(jìn)多種巷道。

4）重視研制支護(hù)設(shè)備，以更好地保障掘進(jìn)機(jī)施工安全，同時可降低巷道支護(hù)工作強(qiáng)度，減少工作量，降低用工成本。

5 結(jié)語

隨著煤礦開采的機(jī)械化發(fā)展，采掘機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用情況已成為決定各礦井生產(chǎn)效率的重要因素[6]。對此，各煤礦企業(yè)必須從本礦井實際情況出發(fā)，明確本礦井采掘機(jī)械應(yīng)用中存在的問題，并努力采取相應(yīng)措施予以解決，更好地保障煤礦開采的高產(chǎn)、高效。

[1]王學(xué)成，張維果，劉英林.懸臂式掘進(jìn)機(jī)現(xiàn)狀及發(fā)展淺析[J].煤礦機(jī)械，2010（2）：7-9.

[2]秦慶舉，張亮，王華.探析巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)在祁東煤礦的應(yīng)用[J].中國礦業(yè)，2012（1）：87-89.

[3]蔡璐，徐歡，朱友志.巷道掘進(jìn)機(jī)存在問題與改進(jìn)對策[J].煤炭工程，2011（4）：114-115.

[4]王慶賀.掘進(jìn)機(jī)使用過程中需要注意的問題[J].煤礦機(jī)械，2009（30）：147-148.

[5]李永強(qiáng)，夏文營，張慶振.田莊煤礦西翼行人通道巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)研究[J].山東煤炭科技，2012（5）：55-58.

[6]趙強(qiáng).煤礦巖巷掘進(jìn)機(jī)械化現(xiàn)狀及對提高工效的探討[J].設(shè)備管理與維修，2014（10）：23-24.