内蒙古科技大学高等职业技术学院毕业设计说明书（论文）
煤矿高效掘进技术现状与发展趋势
摘 要 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详细分析，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发展趋势。
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，呈现多样性，煤层厚度从零点几米到几十米之间变化，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7 464.6km，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），综掘的发展远远滞后于综采。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发展，满足当前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，随着综采技术的发展，国内已出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。
一、高效掘进与支护技术现状
（一）煤巷高效掘进技术
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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，约占总掘进巷道工程量的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，它适应范围广；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年代，以30～50kW的小功率掘进机为主，研究开发和生产使用都处于试验阶段。80年代初期，为适应煤矿机械化生产发展的需要，我国引进了AM50型、S-100型掘进机两种为代表的机型，对发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收工作，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年的消化吸收和自主研发，目前，我国已形成年产1000余台的掘进机加工制造能力，研制生产了20多种型号的掘进机，初步形成系列化产品，基本能够满足国内市场的需求。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 技术参数 AM50 S-100 EBJ-120TP EBZ160TY S150J ELMB-75C EBJ-160SH 2
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断面/㎡ 可截割硬度/MPa 机重/t 总功率/kW 截割功率/kW 适应坡度/（°） 系统压力/MPa 外形尺寸 /m×m×m 生产厂家 6～18 60 26.8 174 100 16 8～23 70 8～18 9～21 9～23 80 44.6 205 150/80 16 6～17 70 8～24 60 80 80～100 53 27 36 51.5 23.4 145 190 250 130 314 100 120 160 75 160 16 16 16 16 16 16 16 16 23 16 16 16 7. 12.2 8.6× 9.8 9.0 8.22 10.85×2.1×2.8××1.65 淮南 1.8 佳木斯 ×2.55××2.8××2.5××2.7×2.1×1.55 1.7 1.8 1.56 1.5 太原分院 太原分院 佳木斯 南京晨光 上海分院 3
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AM50型掘进机
S100型掘进机
AM50型、S-100型掘进机均为国外20世纪70年代的产品，设备功率小、机重轻、破岩能力低及可靠性差，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
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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、工作稳定性好； 3)生产能力大、破岩能力强、适应性好；
4)采用液压马达直接驱动装载机构，结构简单，工作稳定，可靠性高，减少了维护量；
5)采用无支重轮履带行走机构和履带导向轮黄油缸张紧装置，提高了履带行走机构的可靠性；
6) 液压系统简单可靠，增设了自动加油装置，提高了液压系统的可靠性； 7) 电气系统采用了PLC控制，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绩，实际年进尺可达6 000～8 000m，基本满足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用 EBJ-120TP型掘进机，在大断面煤巷掘进中创月进680m的好成绩。2005年金峰集团寸草塔煤矿使用EBJ-120TP型掘进机最高日进尺为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，且采用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，迄今为止大体经历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、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60余台，用于大断面煤巷的掘进和短壁开采。
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
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