我国煤矿快速掘进20a发展与展望

• Published in: 煤炭学报 Vol. 49; no. 2; pp. 1199 - 1213
• Main Authors: 王虹, 陈明军, 张小峰
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 煤炭科学研究总院有限公司,北京 100013%中国煤炭科工集团太原研究院有限公司,山西太原 030006 01.02.2024; 煤矿采掘机械装备国家工程实验室,山西太原 030006; 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司,山西太原 030006
• Subjects: 智能掘进; cut; 快速掘进; 截割; rapid tunneling; 掘进成套装备; equipment sets for excavation; 锚护; intelligent tunneling; anchoring
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2023.1310

TD421; 针对煤矿智能化快速发展,煤矿掘进面临新的机遇和挑战,笔者对我国煤矿快速掘进 20a的发展进行全面综述,以期理清掘进工艺、关键工序的技术及装备、成套装备的发展脉络及趋势,以便更好地推动掘进智能化的高速健康发展.在掘进工艺方面,双巷掘进开辟了截割、支护在不同巷道同时作业的新途径;掘锚同步工艺,时间-空间多维同步快速掘进工艺打破了先掘后支、及时全部支护的传统,创立了掘锚同步、迎头必要支护与多维空间永久支护动态匹配的分区支护方法.在掘进装备方面,形成了以纵轴、全宽横轴截割滚筒为主,全断面截割滚筒为辅的截割滚筒结构形式,并且在高功率密度减速器及整机设计理念不断突破的基础上,成功研制纵轴截割功率达315 kW、全宽横轴截割功率达 560 kW的系列高效截割系统.在锚护装备方面,由传统的单体锚杆钻机发展出锚杆钻机、一键操作流程化钻机、钻机集群等,在有限空间内钻机的数量和作业安全性得到大幅提升,作业流程得到大幅简化,锚孔识别、锚护路径自动规划等智能化技术已进入工业性试验阶段.柔性运输系统的发明解决了掘进面短距离高效转载难题.在成套装备配置上,形成了以连续采煤机、掘锚一体机、掘锚机(掘进机+机载锚杆钻机)、煤矿全断面掘进机为龙头的四大类快速掘进系统,在四大快速掘进系统下,又分别形成了不同的作业线,实现了对不同地质条件巷道快速掘进的全覆盖.掘进工程系统层级上实现了具有成套装备的远程控制、集中控制、视频监测、闭锁联动、人员接近预警等智能化功能.回顾快速掘进的发展历程,提出完善时间-空间多维同步快速掘进理论、以智能掘进搜集透明地质的基础大数据、加强掘进巷道辅助作业工艺及设备研究、加强装备的智能化核心技术研发等智能掘进的发展方向.