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推動技術(shù)跨界融合，破解煤礦“采掘失衡

——訪全國人大代表、中國鐵建重工集團董事長劉飛香

本報記者 盧慧穎

近年來，巷道掘進制約采煤，已成為煤炭生產(chǎn)的瓶頸和痛點。礦井產(chǎn)能規(guī)模與掘進速度不匹配的矛盾日益突出，導致礦井采掘接續(xù)緊張較為普遍。

“破解大型煤礦巷道掘進效率低、‘采掘失衡’的難題，我們可以跨行業(yè)融合，將隧道施工經(jīng)驗應用到礦山施工之中，以‘工法創(chuàng)新、智能引領(lǐng)’帶動裝備創(chuàng)新，推動行業(yè)發(fā)展?！比珖舜蟠?、中國鐵建重工集團董事長劉飛香說。

補齊技術(shù)短板，不斷提高裝備適應性

“十三五”以來，我國礦山行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系不斷完善，科技創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的能力顯著增強。煤礦機械裝備制造整體實力已位于世界前列，引領(lǐng)了國際煤炭智能化開采發(fā)展。目前，我國已成為世界上生產(chǎn)制造和使用煤礦機械裝備的第一大國，智能化采煤及快速掘進裝備、掘錨一體機等的市場需求量逐年大幅增加。

劉飛香指出，目前我國在用的掘錨一體機大部分依賴進口，數(shù)量超過100臺。在施工作業(yè)中，進口裝備雖然實現(xiàn)了截割、錨護平行作業(yè)，但步調(diào)不一，支護時間遠長于截割時間，“以支定掘”成為限制掘進速度提升的最大問題。

“我希望，國產(chǎn)煤礦裝備重點在兩條線上取得突破，一是煤巷掘進裝備，以快掘替代綜掘，打破進口壟斷，推動國產(chǎn)替代;二是巖巷掘進裝備，以全斷面(隧道)掘進機，即TBM工法代替炮掘、綜掘等，實現(xiàn)綠色安全掘進，突破巖巷掘進瓶頸?！眲w香說。

多年來，中國鐵建重工集團堅持“工法先行、智能引領(lǐng)”，研發(fā)制造地下開采裝備、冷開挖裝備和露天開采裝備，不斷提高裝備適應性。經(jīng)過十余年的技術(shù)積累，煤巷掘進、巖巷掘進等煤礦裝備相繼問世，攻克了裝備精準定位導向、智能快速掘進、精準地質(zhì)探測以及“井一地一云”協(xié)同管理等智能化技術(shù)，為智能掘進提供了支撐。

“我們解決了進口掘錨一體機在快速掘進方面存在的問題，創(chuàng)新提出掘錨同步理念，將傳統(tǒng)的‘以支定掘’變?yōu)椤跃蚨ㄖА?，提高了裝備成巷速度，解決了長期困擾煤礦的采掘失衡問題。”劉飛香說。

2021年，中國鐵建重工集團下線了第三代智能快速掘錨成套裝備。該裝備集探、掘、支、運等功能于一體，具備巷道掘進精準定位、自主導航、超前鉆探等智能化作業(yè)功能。“在巖巷掘進方面，傳統(tǒng)的煤礦建井方法不僅速度慢，而且安全系數(shù)低。我們研制出的第三代新型礦用TBM可開挖斜井巷道、井下開拓、輔助巷道等，具有安全、快速、優(yōu)質(zhì)和環(huán)保等優(yōu)點。2021年7月，該裝備在陜西正通煤業(yè)高家堡煤礦高地壓、大涌水等極端地質(zhì)條件下的并聯(lián)泄水巖巷成功應用，最高日進尺15.5米，平均月進尺320米?！眲w香介紹。

智能快速掘錨成套裝備

陜西正通煤業(yè)高家堡煤礦礦用敞開式TBM

普及礦用掘進裝備，破除多重因素制約

礦用掘進裝備的普及應用也是劉飛香多年來的關(guān)注重點。

在劉飛香看來，礦用掘進裝備的普及和應用主要有以下兩個方面。

一是高效快速掘進裝備新技術(shù)與新工藝的應用。通過對傳統(tǒng)煤巷掘進工藝進行重新設計，對掘進裝備實施結(jié)構(gòu)改造，對掘進系統(tǒng)進行集成化處理等，探索可實現(xiàn)煤巖連續(xù)截割、連續(xù)運輸、快速支護、高質(zhì)量除塵、全護盾式臨時支護的新型煤巷/半煤巖巷掘進工藝，大幅度提高煤巷/半煤巖巷的掘進安全、掘進效率與施工質(zhì)量。

二是全斷面 (隧道) 掘進技術(shù)的煤礦化應用研究。全斷面 (隧道)掘進機的超大體積 、截割功率以

及獨特的滾刀擠壓破巖方式，使其對硬巖截割具有良好的適應性，能夠明顯提高掘進效率，在硬巖巷道掘進施工中較現(xiàn)有方式優(yōu)勢明顯。支護能力強、圓形巷道受力較好使得全斷面

(隧道) 掘進機在深部開采中將大有可為。采用全斷面設計理念，對現(xiàn)有巷道掘進進行調(diào)整優(yōu)化，將使全斷面(隧道) 掘進技術(shù)在全巖巷道高效掘進中發(fā)揮重要作用。

“推進機械化、智能化發(fā)展將是我國礦用掘進裝備發(fā)展的大趨勢，從而要求跨行業(yè)深度融合，以促進裝備智能化水平提升。通過模塊化、小型化、智能化和綜合單價比對優(yōu)勢，大規(guī)模推廣礦用掘進裝備，可以使大國重器在煤礦智能化建設中再創(chuàng)國家新的名片。”劉飛香說。