煤炭開(kāi)采中掘進(jìn)、支護(hù)、運(yùn)輸不能平行作業(yè)，堪稱“世界級(jí)難題”。中國(guó)工業(yè)報(bào)記者日前從中國(guó)煤炭科工集團(tuán)獲悉，我國(guó)已經(jīng)用上了我國(guó)完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“采掘神器”，徹底改變了出大力、流大汗的人力挖煤景象。據(jù)介紹，根據(jù)不同地質(zhì)條件配套，“采掘神器”整個(gè)系統(tǒng)最長(zhǎng)可達(dá)200多米，重量高達(dá)230多噸。
所謂的“采掘神器”，指的是掘支運(yùn)一體化快速掘進(jìn)系統(tǒng)，只需要幾位工人站在安全位置操作、按下幾個(gè)按鈕，機(jī)器就能自動(dòng)采掘，工作量還達(dá)到了原來(lái)的3-4倍。中國(guó)煤炭科工集團(tuán)首席科學(xué)家、快速掘進(jìn)系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師王虹認(rèn)為，掘支運(yùn)一體化快速掘進(jìn)系統(tǒng)的應(yīng)用，開(kāi)啟了煤巷掘進(jìn)的全新模式，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)巷道掘進(jìn)技術(shù)與裝備從“跟跑”到“并跑”再到“領(lǐng)跑”的轉(zhuǎn)變。
首創(chuàng)“掘支運(yùn)一體化快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)與裝備”
眾所周知，長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)內(nèi)外未形成掘進(jìn)、支護(hù)、運(yùn)輸平行作業(yè)的掘進(jìn)作業(yè)線，掘進(jìn)更是成為煤炭安全綠色高效開(kāi)采的短板。由于煤炭開(kāi)采傳統(tǒng)掘進(jìn)技術(shù)工序繁多，技術(shù)水平低，造成采掘比例嚴(yán)重失衡，每月平均進(jìn)尺僅約180米，再加上工作面水、瓦斯、頂板、粉塵等，嚴(yán)重威脅人員與裝備的安全。陜煤集團(tuán)黃陵二號(hào)煤礦總經(jīng)理易瑞強(qiáng)表示，雖然開(kāi)采手段有所變化，但掘進(jìn)效率和安全問(wèn)題一直困擾著煤礦工人。
2012年，中國(guó)煤炭科工集團(tuán)提出了“快速掘進(jìn)”的構(gòu)想，2013年，第一代掘支運(yùn)一體化快速掘進(jìn)系統(tǒng)1.0同時(shí)也是世界首套快速掘進(jìn)系統(tǒng)在神東煤炭集團(tuán)投入工業(yè)性試驗(yàn)。2018年，第二代掘支運(yùn)一體化快速掘進(jìn)系統(tǒng)2.0，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備系列化和模塊化，系統(tǒng)適用范圍拓展到中等穩(wěn)定圍巖及較復(fù)雜地質(zhì)條件。2020年，第三代智能掘支運(yùn)一體化快速掘進(jìn)系統(tǒng)3.0應(yīng)用而生，可靠性、安全性和智能化進(jìn)一步得到提升。
在研發(fā)過(guò)程中，科研人員提出了“掘支運(yùn)三位一體”掘進(jìn)方法，將原本各自分離的掘進(jìn)、支護(hù)、運(yùn)輸工作結(jié)合一體，成功開(kāi)發(fā)了掘支運(yùn)一體化快速掘進(jìn)成套技術(shù)、工藝和裝備，取得了完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多維度協(xié)同支護(hù)、大功率全寬截割、柔性連續(xù)運(yùn)輸?shù)群诵募夹g(shù)突破，首創(chuàng)“掘支運(yùn)一體化快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)與裝備”，實(shí)現(xiàn)了煤礦掘進(jìn)由半機(jī)械化向完全機(jī)械化和自動(dòng)化的重大技術(shù)變革。
掘支運(yùn)一體化快速掘進(jìn)系統(tǒng)是典型的先進(jìn)煤炭采掘技術(shù)
煤炭開(kāi)采巷道掘進(jìn)作為先行基礎(chǔ)工程，約占煤礦井下采掘工程量的70%-80%。而我國(guó)每年新掘巷道13000公里，位居世界第一，工程量巨大。如今，掘支運(yùn)一體化快速掘進(jìn)系統(tǒng)遍布在晉陜蒙等各大型煤企集團(tuán)，在不同地質(zhì)條件下已經(jīng)廣泛推廣應(yīng)用。王虹介紹，“煤海蛟龍”系統(tǒng)由掘錨一體機(jī)、錨桿轉(zhuǎn)載機(jī)、柔性連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)和協(xié)同控制平臺(tái)等部分組成。其中，可伸縮的巨大的滾筒是它的利齒，負(fù)責(zé)挖掘;前方的旋轉(zhuǎn)刀盤好似“巨龍”的舌頭，把割下來(lái)的煤塊源源不斷地?fù)艿阶炖?，而龍的脊椎和頂部、?cè)面的龍爪負(fù)責(zé)支護(hù)，龍的身體則負(fù)責(zé)運(yùn)輸。
掘支運(yùn)一體化快速掘進(jìn)系統(tǒng)是典型的先進(jìn)煤炭采掘技術(shù)，不僅顯著提高了煤巷掘進(jìn)效率、降低了作業(yè)人數(shù)，還改善了掘進(jìn)工作面環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了高效捕塵、除塵，保障作業(yè)人員的職業(yè)健康，同時(shí)更是“掘”出了世界紀(jì)錄。2014年，在穩(wěn)定圍巖條件下，月最高進(jìn)尺3088米，創(chuàng)造了大斷面單巷掘進(jìn)世界紀(jì)錄，是煤礦平均掘進(jìn)速度的10倍以上;2022年5月，在中等穩(wěn)定圍巖條件下，月最高進(jìn)尺2086米，掘進(jìn)效率提高3倍;2022年3月，在復(fù)雜圍巖條件下，月最高進(jìn)尺856米，掘進(jìn)效率提高1.5倍。
