導(dǎo)語：本期轉(zhuǎn)化果推薦《煤巷快速掘進的“掘—支”平行作業(yè)裝備與成套技術(shù)》。隨著煤炭開采深度和巷道掘進量越來越大，巷道掘進面臨冒頂、突水、瓦斯突出等災(zāi)害越來越嚴(yán)重，采掘銜接緊張問題日益凸顯。本文提供了一種煤巷快速掘進的“掘—支”平行作業(yè)裝備與成套技術(shù)，可顯著提高巷道掘進速度。
一、項目研發(fā)背景
1、國家政策導(dǎo)向
巷道掘進是煤炭開采中最重要、最危險的前端生產(chǎn)環(huán)節(jié)之一。隨著煤炭開采深度和巷道掘進量越來越大，掘進工作面的冒頂、突水、瓦斯突出等災(zāi)害越來越嚴(yán)重。同時，掘進工作面的高溫、高濕、高噪聲及高濃度粉塵等惡劣環(huán)境也嚴(yán)重威脅著井下工人的身體健康和巷道掘進效率。因此，《中國制造2025–能源裝備實施方案》和《煤炭工業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》均把巷道高效快速掘進列為重點發(fā)展目標(biāo)之一。
2、采掘銜接緊張
目前，我國煤巷的年掘進量約12000公里，工程量巨大。盡管在煤巷掘進中應(yīng)用了綜掘技術(shù)，平均進尺已達200~700 m/月，但采掘緊張的矛盾仍然存在。 如何解決“快速掘進”問題，在現(xiàn)有工藝水平、裝備條件下，能夠?qū)崿F(xiàn)大幅度地提高煤巷掘進速度的根本途徑就是實現(xiàn)“掘進圖片—支護”平行作業(yè)。
綜上所述，解決“快速掘進”問題的有效途徑是—研制“新型連體自移式超前支架”，實現(xiàn)“掘進圖片支護”平行作業(yè)，推動巷道掘進的快速化、自動化與智能化，這也是煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必然選擇。
二、項目優(yōu)勢
1、課題組在國家自然科學(xué)基金等項目的支持下，發(fā)明了專利產(chǎn)品“巷道綜合支護設(shè)備（井巷掘進用液壓支架）”，開發(fā)了煤巷快速掘進的成套技術(shù)，實現(xiàn)了煤巷的快速掘進。
該專利產(chǎn)品的工序和支護原理，如下圖所示。
技術(shù)特點：
（1）研制、發(fā)明了“巷道綜合支護設(shè)備（井巷掘進用液壓支架）”。主要技術(shù)特征如下：
① 不需要與現(xiàn)有的巷道懸臂掘進機（連采機）直接連接，因此，可以全斷面對巷道進行支護的平行作業(yè)；
② 該套系統(tǒng)不僅可以在前端實現(xiàn)對巷道的臨時支護，而且在尾部設(shè)有操作平臺，可以在其尾部平臺上對錨桿、錨索進行安裝操作，實現(xiàn)永久支護操作的平行作業(yè)；
③ 系統(tǒng)采用高壓液體為動力，隨著掘進面推進可以自動邁步式前移；
④ 由于采用獨創(chuàng)的AB架結(jié)構(gòu)，在移架時，可以始終保持支架與巷道實現(xiàn)全斷面的接頂支護；
⑤ 該套支護系統(tǒng)不僅具有支護性能好、強度高，移架速度快、安全可靠等優(yōu)點，更重要的是，它突破了巷道掘進常規(guī)工序的互相制約的局限，實現(xiàn)了掘進中各個工序的平行作業(yè)，大大提高了巷道的掘進速度（保守估計，可以將巷道掘進速度提高2~3倍（見圖1的循環(huán)圖表），減輕人員勞動強度，改善掘進作業(yè)環(huán)境和安全狀況。
⑥ 是煤礦巷道掘進實現(xiàn)綜合機械化、自動化不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。
2、開發(fā)、形成了“掘進—支護”平行作業(yè)的新技術(shù)、新工藝。課題組通過理論分析、現(xiàn)場試驗和應(yīng)用研究，進一步研究、優(yōu)化了“懸臂式掘進機（連采機）+巷道綜合支護設(shè)備”的施工工序。最終，研發(fā)、形成基于“懸臂掘進機（包括連采機）+巷道綜合支護設(shè)備”配套的集煤巷施工的“掘進”、“移架”、“支護”、“出渣”、“運輸”平行作業(yè)的新技術(shù)、新工藝。
3、該項目研究成果總體技術(shù)與裝備水平達到了國際領(lǐng)先水平。
三、應(yīng)用案例
該項目成果先后在內(nèi)蒙古、陜西等多個礦得到廣泛應(yīng)用，煤巷掘進速度提高了2~3倍，取得了顯著的經(jīng)濟效益與社會效益。
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