摘要：进入二十一世纪，社会高速发展，推动了我国煤矿开采技术水平的提升，煤矿开采效率有了较大进步。但由于煤矿巷道的快速掘进技术与快速掘进装备发展缓慢，导致大部分煤炭企业采掘失调、煤巷掘进速度低等问题日趋严重。
关键词：快速掘进，掘锚机组，掘锚平行，智能化
引言
为了提高煤矿开采效率、解决采掘比例失调问题及减少生产安全灾害，发展巷道智能化快速掘进技术是主要攻关研发的方向之一。实现智能化掘进的主要途径是研发智能化掘进装备。目前，在神东煤炭集团大柳塔煤矿应用的快速掘进系统实现了快速掘锚护等工作，但是智能化程度总体不高，仍存在单机掘进装备可靠性及掘进效率等实际问题。因此，笔者从掘进装备技术出发，分析掘进过程中的关键性技术问题，为实现快速、高效、安全的巷道智能化掘进提供参考。
激光熔覆工艺1中国煤矿巷道掘进技术和装备存在的问题
1.1连续采煤机与锚杆钻车配套作业效果不佳
连续采煤机与锚杆钻车配套作业主要是通过两者的合作来共同完成工序作业。因此，连续采煤机在完成一定距离的作业之后，必须调动至其他煤矿巷道工作，才能为锚杆钻车提供充足的空间完成支护作业。这不仅加大了工作难度，还消耗了大量工作时间，主要体现在：a)连续采煤机和锚杆钻车的配套作业，必须在双巷及多巷的采煤中才能完成。b)将二者进行配套作业时，连续采煤机的转移需要耗费大量时间，严重影响了开采效率。c)如果要保证连续采煤机和锚杆钻车配套作业时的经济成本在合理区间，就需要将连续采煤机的换位时间控制在合理范围，同时保证操作稳定性。然而在作业过程中，连续采煤机需要进行多次调动，如果调动范围较大，则很难保证其稳定性。因此，两者的结合使用在一定程度上限制了煤矿作业范围。d)连续采煤机和锚杆钻车配套作业的工序过于烦琐，对操作人员的专业能力和对机械的熟练使用能力有很高的要求。因此，标准的严格制约了配套作业的应用。
1.2智能技术缺失
近年来，我国加强对悬臂式掘进技术的研究，陆续研制出离机遥控、断面监控等技术，但
在故障自动诊断、自动定位、记忆裁割等核心科技方面仍存在技术断层，导致掘进设备自动化水平较低，智能化不足。巷道掘进属于系统性工程，从裁割到巷道完工需要经历多个流程，一些年限较长的巷道还要实施喷浆支护，只有将上述工序全部整合起来，才能形成一条高效、配合有序、可持续生产的掘进系统，提高掘进速度，取得良好的经济效益。
2煤矿巷道掘进技术和装备发展
2.1截割头及齿座表面喷涂耐磨技术
对于岩巷掘进设备而言，若能提高设备关键部位的耐磨性，则可以提高设备的使用性能。岩巷掘进设备在使用时，截齿受到高强度的磨损会产生负后角，负后角会在设备运行过程中挤压岩石，造成大量岩粉的出现。以往通常使用堆焊耐磨材料的办法减少负后角的出现，但现在主要使用激光熔覆的方法解决截割头与齿座表面磨损问题。激光熔覆主要利用硬质合金碳化钨基或自熔合金类的耐磨材料，在使用时利用数控激光熔覆与激光表面淬火工艺，将耐磨类材料与基材表面的薄层同时融化，经过快速凝固后将在部件表层形成与基体冶金表面相结合的耐磨涂层，耐磨涂层一般厚1.5～2.0mm。通过激光熔覆可以提高部件覆抗磨损性能，并且激光熔覆后的齿座耐磨性提高、为普通堆焊耐磨材料的5倍。
2.2单巷连续快速掘进成套装备
随着掘进机机载液压锚杆钻臂系统的研制和井下试验取得的经验不断积累，结合传统超前支护的配套方案，提出了新的单巷快速掘进配套思路，采用将液压锚杆钻臂系统集成设计的悬臂式掘进机布置在超前支护系统下方，掘进机后配套具有接料、物料转载和锚护功能于一体的运锚机，运锚机搭接桥式转载机，跨骑在带式输送机上组成一个连续快速掘进系统。掘进机完成一个掘进循环后，超前支护系统向前行走一个循环，由掘进机机载锚杆钻机打设巷道顶部3～5根锚杆，期间超前支护系统对顶板持续保持一定的支撑力，以确保顶板支护的安全快速。该工艺的关键之处在于:在综掘巷道进行掘锚作业时，锚杆和锚索作业分2步完成，即完成一个掘进循环后，应用机载钻臂系统打设部分顶锚杆，然后继续下一个掘进循环，剩余锚杆和锚索由料斗式两臂运锚机来打设。该工艺系统可在大部分煤矿井下掘进工作面推广使用，具有较好的适用性，可提高掘进机开机率、掘进效率和施工速度，减轻了工人劳动强度，改善了井下作业环境。
3煤矿巷道掘进技术和装备发展的趋势
3.1系统集成化发展趋势
现在煤矿巷道掘进技术朝着集成化的方向发展着，如快速掘进技术与悬臂式掘进技术的联合使用，是煤矿巷道掘进技术集成化发展的体现。由于我国地质条件复杂多样，煤矿巷道掘进技术系统集成化的发展，还可以更好地适应不同的开挖条件和不同地质的煤矿巷道掘进需求，从而达成有效叠加优势的目标，推动我国煤矿掘进开采业发展。此外，集成化系统还可以提高悬臂式掘进机的工作效率，如在悬臂式掘进机完成割煤工作后，利用临时支护支架形成顶板支护，将采集到的煤炭转运至运锚机中，之后再借助带式转载机将采集的煤炭运送到对应的转载机内部。另外，科研人员需要将巷道掘进工作当做一项系统性的工程进行研究，从而有效分析掘进过程中出现的问题，并通过不断的优化，获取更加科学有效的集成化掘进模式，提高煤矿巷道掘进技术的工作效率。除此之外，工作人员还需不断完善掘进设备，更好地达成支护、掘进与运输作业相结合集成开采目标，从而为煤矿巷道掘进探索出不同的作业模式。
3.2智能化发展趋势
21世纪信息技术不断更新迭代，为人们的日常生活和各行各业的高效运转提供了重要的帮助。从整体发展方向来看，煤矿装备的智能化发展已成为不可逆转的趋势。传统煤矿装备
工作效率较低，操作装备的人员劳动强度较大，使得煤矿开采安全无法得到有力保证。如今，在加快煤矿装备和技术智能化的大环境下，故障诊断系统、通信技术等扩大了技术范围，增加了地质鉴别、远程通讯等新功能。目前，国外的研究方向是煤岩识别、通讯技术等，基于截割机械振动的特质，主要利用红外摄像，借助数据分析来识别煤岩边界，再结合理论分析得出精确的研究成果。通过凭借可靠的网络设备和无线传感器等，对设备温度和油液渗漏情况进行动态监测，同时创建可视化故障诊断系统。随着中国科学技术的发展和科学研究的深入，各大工科学校与科研单位之间逐渐形成了合作关系，共同对掘进设备的智能化进行研究探索。尽管目前中国关于煤矿设备这一方面的研究还处于发展初期，但中国对煤矿掘进设备的重视程度，能证明这一领域未来发展的巨大潜力。
结语
综上所述,巷道高效机械化掘进在我国煤炭生产进程中的地位越来越重要,单进速度已成为我国安全高效矿井建设的瓶颈。改革开放以来,我国坚持走引进、吸收与自主创新相结合的道路,加快技术改造和创新步伐,努力提高国产煤炭装备的技术水平,使我国综掘产业取得了很大的发展,但由于思想观念、机制、历史沿革等因素,其发展道路是低水平粗放式的,与国外相比在整机的自动化水平、多功能性、可靠性方面还有很大的差距。
参考文献
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［3］武德正，魏喜红.煤矿巷道掘进装备关键技术现状和发展趋势分析［J］.山西能源学院学报，2018，31(1)：53-55.
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