白永鲜

（同煤集团云冈矿，山西大同037017）

引言

近年来，随着我国社会的发展，各行各业对煤炭资源的需求量不断增大。为更好地满足市场需求，同时获得更多经济效益，各矿井都在积极发展机械化采煤。虽然机械化采煤具有很多优点，但也存在一些不足，因此为促进我国煤矿采掘机械化的健康、稳定快速发展，必须了解煤矿掘进设备发展现状及发展中存在的问题，掌握相应的改进措施，并明确未来发展趋势。

1 煤矿掘进技术发展现状

1.1 掘进设备

1930年末，人们开始尝试使用掘进机来开拓巷道，如1938年前苏联研制的IIK-1型截联式掘进机，但该掘进机结构、性能都不完善，应用水平较低。经相关科研人员的长期努力，直到1940年后期，掘进机在结构、性能都取得很大发展，类型也不断增多。如1956年匈牙利国家研制的F5型掘进机，1958年前苏联研制的IIK-3掘进机都得到了很好的应用。到1960年各产煤国大多应用了掘进机，并开始意识到掘进机的重要性，大多数国家都开始努力研制掘进机，当时比较著名的掘进机有英国的MK2掘进机、RH型掘进机、日本的MRH型掘进机、西德的甲虫型掘进机等[1]。而我国的煤矿掘进机研制工作起步相对较晚，自1962年才开始逐步研制，但发展速度相对较快。自1979年起，我国开始从国外引进煤与半煤岩巷掘进机，人们开始逐步推广应用悬臂式掘进机。这种掘进机的应用大幅提高了掘进速度。通过对悬臂式掘进机进行的改良与推广，使我国的掘进技术取得飞速发展。特别是近年来，生产出很多高产、高效的新型掘进机，如QMJ4260全断面煤巷高效掘进机等。

1.2 掘进方式

1）悬壁式掘进机与单机锚杆钻机相配套，进行煤巷综合机械化掘进。当前主要应用的掘进机械为悬臂式掘进机，此掘进机具有生产能力大，工作性能稳定、可靠等优点；用液压马达来对转载机构进行驱动，设备更易维护；用PLC来控制电气系统，可实现故障诊断与自动检测工况。因此，很多矿井都选用了此掘进方式。

2）锚杆钻车与连续采煤机配套作业线。此掘进方式主要掘进机械为连续采煤机，这种采煤机截割宽度较大，可实现采煤、装运以及行走等一体化作业，可进行短壁开采与快速掘进双巷、多巷，此设备已成为当前我国高效掘进主力设备。

3）掘锚机组一体化掘进。该掘进方式属于一种高效掘进方式，技术较先进，有机结合了掘进、锚杆打眼以及安装等工序，但当前该掘进方式在我国还处于研究实验阶段，技术还不是很成熟。只有部分特殊区域应用了该技术[2]。

2 掘进设备现存的技术问题

1）稳定性差。煤矿掘进机在实施掘进作业时，若对较大岩石进行直接截割，在不适当减小截割深度的情况下，会由于截割深度过大，引发机组发生横向振动，甚至滑动，导致严重磨损截齿或剪断截割头轴，特别易引发截割电机发生堵转造成短时高温，烧毁电机。同时也易出现热敏电阻接点不能及时闭合，造成电控系统发生瘫痪。

2）无法自动注油。油是掘进机必不可少的润滑剂，随着掘进机工作时间的加长，油箱中的油液量会不断减少，需给掘进机及时补充油液，但当前国内很多掘进机都无法自动注油，在人工注油时，若操作不当，易有灰尘混入油液，引发掘进机油液管路堵塞。

3）铲板较难更换。当前在更换掘进机铲板时，需卸掉掘进机行走架，这样不但费时，而且费力。

4）适应性差。大型化、机械化以及自动化、信息化是当前采煤业的主要发展方向，但实际生产中在巷道断面尺寸大小与矿井运输罐笼尺寸的限制下，要想让大型掘进机顺利进入井下工作面，需对大型掘进机进行机体分离，而很多掘进机进行分体时，严禁拆卸部分超重、超高元件，这就造成了大型掘进机很难在当前的煤矿中广泛应用。

5）除尘效果不理想。高速运转的设备易制造很多烟尘粉尘，这些烟尘粉尘不仅会损害矿工身体健康，而且易对工人视线造成影响，以致工人无法准确看清设备运行情况，影响功效。另外空气中弥漫大量的烟尘、粉尘，其也存在爆炸危险。而当前所用的喷雾式除尘以及抽出式除尘实际除尘效果都不是很理想。

6）运输链易松动。由于受冲击载荷的影响，很容易造成掘进机运输链发生松动，一旦链条发生松动易形成跳链故障、卡链故障以及断链故障等[3-4]。

3 掘进设备的改进方向

1）努力扩大掘进机适应性。可通过发展部分断面掘进机，使掘进机有更大的适应范围。

2）增大掘进机截割部的截割力，努力提升掘进机工作时的稳定性。当前各煤炭企业所用的重型掘进机，其截割电机功率较大、截割力较大、截割头转速较快，截割速度也较理想。为使这种掘进机对地比压更小，同时能有更好的爬坡能力，应把新型掘进机设计为宽履带结构，并应适当增大掘进机自重，努力降低掘进机重心[5]，另外，为使掘进机机体工作状态更稳定，可在履带前后装设液压操作卡爪式支腿机构。

3）为更好地控制掘进机作业时产生的粉尘，可应用高压水射流技术来降尘。

4）努力研发掘进机控制技术，使其实现自截控制。

5）尽力提升掘进机元部件工作可靠性，最大限度地延长掘进机使用寿命。

6）研制与工作面作业相配套的机械掩护支架，争取使工作面掘进与支护能实现平行作业。

4 煤矿采掘机械的发展趋势

1）控制自动化、智能化发展。在计算机技术飞速发展的影响下，人们开始把计算机技术应用到掘进机控制系统，借助计算机技术来控制监控巷道断面尺寸与掘进方向，以使巷道掘进更安全、更高效。

2）多功能一体化。可把机载锚钻系统、临时支护系统以及除尘系统等都集成于掘进机主机，让掘进机在掘进施工的同时能实现多种作业，以更好地保障安全生产与提高成巷速度。

3）努力扩大适用范围。随着新型掘进技术的发展，最新研制出的掘进机能截割硬度与可截割断面将会越来越大，因此，这种掘进机的适用范围也会逐步扩大，可掘进多种巷道。

4）重视研制支护设备，以更好地保障掘进机施工安全，同时可降低巷道支护工作强度，减少工作量，降低用工成本。

5 结语

随着煤矿开采的机械化发展，采掘机械设备的应用情况已成为决定各矿井生产效率的重要因素[6]。对此，各煤矿企业必须从本矿井实际情况出发，明确本矿井采掘机械应用中存在的问题，并努力采取相应措施予以解决，更好地保障煤矿开采的高产、高效。

[1]王学成，张维果，刘英林.悬臂式掘进机现状及发展浅析[J].煤矿机械，2010（2）：7-9.

[2]秦庆举，张亮，王华.探析岩巷快速掘进技术在祁东煤矿的应用[J].中国矿业，2012（1）：87-89.

[3]蔡璐，徐欢，朱友志.巷道掘进机存在问题与改进对策[J].煤炭工程，2011（4）：114-115.

[4]王庆贺.掘进机使用过程中需要注意的问题[J].煤矿机械，2009（30）：147-148.

[5]李永强，夏文营，张庆振.田庄煤矿西翼行人通道岩巷快速掘进技术研究[J].山东煤炭科技，2012（5）：55-58.

[6]赵强.煤矿岩巷掘进机械化现状及对提高工效的探讨[J].设备管理与维修，2014（10）：23-24.