關(guān)于召開 2024 山西省煤炭學(xué)會煤礦智能化委員會年會暨千人智庫科創(chuàng)服務(wù)站工作會的通知

導(dǎo)語：本期轉(zhuǎn)化果推薦《煤巷快速掘進(jìn)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(jìn)量越來越大，巷道掘進(jìn)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(jìn)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(jìn)速度。

一、項(xiàng)目研發(fā)背景

1、國家政策導(dǎo)向

巷道掘進(jìn)是煤炭開采中最重要、最危險(xiǎn)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(jìn)量越來越大，掘進(jìn)工作面的冒頂、突水、瓦斯突出等災(zāi)害越來越嚴(yán)重。同時(shí)，掘進(jìn)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(jìn)效率。因此，《中國制造2025–能源裝備實(shí)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(jìn)列為重點(diǎn)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(jìn)量約12000公里，工程量巨大。盡管在煤巷掘進(jìn)中應(yīng)用了綜掘技術(shù)，平均進(jìn)尺已達(dá)200~700 m/月，但采掘緊張的矛盾仍然存在。 如何解決“快速掘進(jìn)”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(jìn)速度的根本途徑就是實(shí)現(xiàn)“掘進(jìn)圖片—支護(hù)”平行作業(yè)。

綜上所述，解決“快速掘進(jìn)”問題的有效途徑是—研制“新型連體自移式超前支架”，實(shí)現(xiàn)“掘進(jìn)圖片支護(hù)”平行作業(yè)，推動巷道掘進(jìn)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(xiàng)目優(yōu)勢

1、課題組在國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持下，發(fā)明了專利產(chǎn)品“巷道綜合支護(hù)設(shè)備（井巷掘進(jìn)用液壓支架）”，開發(fā)了煤巷快速掘進(jìn)的成套技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了煤巷的快速掘進(jìn)。

該專利產(chǎn)品的工序和支護(hù)原理，如下圖所示。

技術(shù)特點(diǎn)：

（1）研制、發(fā)明了“巷道綜合支護(hù)設(shè)備（井巷掘進(jìn)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(jìn)機(jī)（連采機(jī)）直接連接，因此，可以全斷面對巷道進(jìn)行支護(hù)的平行作業(yè)；

② 該套系統(tǒng)不僅可以在前端實(shí)現(xiàn)對巷道的臨時(shí)支護(hù)，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(jìn)行安裝操作，實(shí)現(xiàn)永久支護(hù)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(jìn)面推進(jìn)可以自動邁步式前移；

④ 由于采用獨(dú)創(chuàng)的AB架結(jié)構(gòu)，在移架時(shí)，可以始終保持支架與巷道實(shí)現(xiàn)全斷面的接頂支護(hù)；

⑤ 該套支護(hù)系統(tǒng)不僅具有支護(hù)性能好、強(qiáng)度高，移架速度快、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，更重要的是，它突破了巷道掘進(jìn)常規(guī)工序的互相制約的局限，實(shí)現(xiàn)了掘進(jìn)中各個工序的平行作業(yè)，大大提高了巷道的掘進(jìn)速度（保守估計(jì)，可以將巷道掘進(jìn)速度提高2~3倍（見圖1的循環(huán)圖表），減輕人員勞動強(qiáng)度，改善掘進(jìn)作業(yè)環(huán)境和安全狀況。

⑥ 是煤礦巷道掘進(jìn)實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)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(jìn)—支護(hù)”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(yàn)和應(yīng)用研究，進(jìn)一步研究、優(yōu)化了“懸臂式掘進(jìn)機(jī)（連采機(jī)）+巷道綜合支護(hù)設(shè)備”的施工工序。最終，研發(fā)、形成基于“懸臂掘進(jìn)機(jī)（包括連采機(jī)）+巷道綜合支護(hù)設(shè)備”配套的集煤巷施工的“掘進(jìn)”、“移架”、“支護(hù)”、“出渣”、“運(yùn)輸”平行作業(yè)的新技術(shù)、新工藝。

3、該項(xiàng)目研究成果總體技術(shù)與裝備水平達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。

三、應(yīng)用案例

該項(xiàng)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(jìn)速度提高了2~3倍，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

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