煤礦井下掘進設備現狀及發展
理論廣角
作者：王汝維 張世勳 張春堂
[摘 要]掘進和回采是煤礦生產的重要生產環節，采掘並重，掘進先行。煤礦巷道的快速掘進是煤礦保證礦井高產穩產的關鍵技術措施，采掘技術及其裝備水平直接關係到煤礦生產的能力和安全。高效機械化掘進與支護技術是保證礦井實現高產高效的必要條件，也是巷道掘進技術的發展方向。隨著綜采技術的發展，國內已出現了年產幾百萬噸級、甚至千萬噸級超級工作麵，使年消耗回采巷道數量大幅度增加，從而使巷道掘進成為了煤礦高效集約化生產的共性及關鍵性技術。
[關鍵詞]掘進；回采；煤礦
中圖分類號：X752 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）34-0293-01
掘進和回采是煤礦生產的重要生產環節，采掘並重，掘進先行。煤礦巷道的快速掘進是煤礦保證礦井高產穩產的關鍵技術措施，采掘技術及其裝備水平直接關係到煤礦生產的能力和安全。高效機械化掘進與支護技術是保證礦井實現高產高效的必要條件，也是巷道掘進技術的發展方向。隨著綜采技術的發展，國內已出現了年產幾百萬噸級、甚至千萬噸級超級工作麵，使年消耗回采巷道數量大幅度增加，從而使巷道掘進成為了煤礦高效集約化生產的共性及關鍵性技術。
1 掘進機研究與發展概述
1.1 掘進機發展的4個階段
掘進機的發展曆程可以劃分為4個階段。
（1）上世紀40年代中末期到60年代中期，掘進機從無到有，形成了集切割、裝運和行走為一體的結構雛形，其特征主要是用於軟煤巷道掘進，機重15t左右。
（2）上世紀60年代中期到70年代末期，煤巷掘進機得到了大量應用。其特征是適應範圍擴大，部分大斷麵機型有過斷層、切割夾岩的能力，切割硬度60MPa以下，機重大部分在20～40t左右。
（3）上世紀70年代末到80年代末期，半煤岩掘進機開始成熟，煤巷掘進功能齊全，可靠性大幅度提高。重型機大批湧現，機重50t左右。
（4）上世紀80年代後期至今，機重進一步增加，一般在70t以上，切割硬度100MPa以上，功能更加完善，采用高新技術、計算機自控裝置較成熟，掘進機正向岩巷進軍。煤巷掘進出現了切割支護平行作業的掘錨綜合機組，掘裝錨平行作業，掘進速度大幅提高。
1.2 國外掘進機研究
國外掘進機設備可分為兩類：一類是歐洲國家普遍使用的掘進機，它適應範圍廣，但掘進、支護不能平行作業，掘進效率低，開機率低；另一類是以美國和澳大利亞為代表的連續采煤機和掘錨綜合機組，兩者均可實現煤巷的快速掘進，開機率較高，掘進效率高。
1.3 國內掘進機研究
中國已成為全球最大的掘進機製造基地和應用市場，國產掘進機也在國際市場形成一定的競爭力。我國煤巷高效掘進方式中最主要的方式是懸臂式掘進機與單體錨杆鑽機配套作業線，也稱為煤巷綜合機械化掘進，在我國國有重點煤礦得到了廣泛應用，主要掘進機械為懸臂式掘進機。三一研發的EBH418掘進機是目前國內最大功率掘進機，整機重量155t，適應半煤、厚岩巷掘進。近年來，國內掘進機企業在滿足國內煤礦需求的同時，已經向國外市場進軍。2012年9月，北方交通重工集團首次將國產掘進機出口到歐盟國家，標誌著北方交通研製生產的掘進機已達到國際先進水平。2013年1月，石煤機公司與冀中股份共同研發成功國內首台錨護式掘進機，將掘進與支護有機結合起來，該機除具備傳統掘進機的全部功能外，還能夠完成不同高度、不同角度的錨杆、錨索孔的機械化施工，減少了掘進與支護設備的換位作業時間，能有效提高井下巷道錨護速度，降低工人勞動強度，是行業內首台集截割、裝運、行走和錨護於一體的高效掘進裝備。
隨著煤炭行業的發展，煤機產業也得到了更多的重視。國家批準了我國煤炭機電裝備製造領域的首個863重點項目“掘進機遠程控製技術及監測係統”，2012年該項目驗收成功。項目研製開發的掘進機遠程控製技術及監測係統，實現了500～1000米外掘進機掘進過程的定向、定位和定形的可視化遠程控製，以及對掘進機的遠程控製、遙控和狀態監測。該重點項目的驗收成功標誌著我國掘進機在智能化和遙控關鍵技術方麵居於國際領先水平，有些研究開辟了掘進機研究新領域，引領了技術研發新方向，對於推動我國掘進機的技術發展具有裏程碑作用。