導(dǎo)語(yǔ)：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(kāi)采深度和巷道掘進(jìn)量越來(lái)越大，巷道掘進(jìn)面臨冒頂、突水、瓦斯突出等災(zāi)害越來(lái)越嚴(yán)重，采掘銜接緊張問(wèn)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(guó)家政策導(dǎo)向
巷道掘進(jìn)是煤炭開(kāi)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(kāi)采深度和巷道掘進(jìn)量越來(lái)越大，掘進(jìn)工作面的冒頂、突水、瓦斯突出等災(zāi)害越來(lái)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(guó)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(guó)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(wèn)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(wèn)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(dòng)巷道掘進(jìn)的快速化、自動(dòng)化與智能化，這也是煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然選擇。
二、項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)
1、課題組在國(guó)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(kāi)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(duì)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(duì)巷道的臨時(shí)支護(hù)，而且在尾部設(shè)有操作平臺(tái)，可以在其尾部平臺(tái)上對(duì)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(dòng)力，隨著掘進(jìn)面推進(jìn)可以自動(dòng)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(gè)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(jiàn)圖1的循環(huán)圖表），減輕人員勞動(dòng)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(dòng)化不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。
2、開(kāi)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(guò)理論分析、現(xiàn)場(chǎng)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(guó)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(gè)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(huì)效益。
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