首台矿用全断面硬岩掘进机下线

　　9月8日，由辽宁铁法能源辽宁通用重型机械股份有限公司（以下简称“辽通重机”）与重庆市能源投资集团科技有限责任公司（以下简称“重庆能源科技公司”）历时300多天联合研制的国内首台直径2.8米、长17米的“神盾重庆一号”KSZ-2800型矿用全断面硬岩快速掘进机在辽宁重机成功下线。该掘进机在硬岩掘进断面直径3.5米以下范围内属国内首创，将用于高瓦斯矿井的瓦斯抽采巷道掘进中。

　　至此，大断面硬岩巷道实现机械化掘进之后，困扰煤炭企业多年的、适用于煤矿小断面硬岩巷道快速掘进的小型综掘设备终于成功问世，告别了煤矿硬岩、超硬岩“打眼放炮”施工的传统方法，其多项关键技术填补行业空白。

　　“‘神盾重庆一号’掘进机可实现圆形巷道一次成巷、掘锚同步作业和巷道快速掘进，能够大大改善作业环境、降低施工成本和劳动强度、提高作业安全性。”辽宁铁法能源有限责任公司副总经理、辽通重机党委书记、董事长包宏说，“神盾重庆一号”必将引领我国煤机产品向着人性化、自动化、智能化、模块化、集成化的方向向前发展。

　　掘进效率提高约240%

　　“如何实现煤矿硬岩、超硬岩的机械化掘进是一项世界性难题。”包宏说。

　　硬度在f10-f18的煤矿井巷无法机械化掘进的问题是长期以来困扰煤炭企业的共性难题。

　　据了解，在现有技术中，煤矿巷道掘进主要有两种方法，一种是传统的钻爆法，即“打眼放炮”；另一种是采用悬臂式掘进机。目前，当岩石硬度大于80MPa时，国内外现有的悬臂式掘进机将难以适应高硬度岩石工况要求，无法使用，出现“掘不动”的情况，不得不采用传统的“打眼放炮”工艺。而“打眼放炮”由于其安全管理难度大、对环境污染严重，政府不断加大限制力度。“‘打眼放炮’和悬臂式掘进这两种方法都不能一次性成巷、不能实现掘锚一体，向前掘进1到2米，就需要停下来进行支护，安全性不高，同时制约施工速度，影响矿井采掘衔接。”辽通重机技术研发人员高洪岩说。

　　为解决“世界性难题”，实现煤矿井下硬岩、超硬岩机械化快速掘进，适用于高瓦斯矿井硬岩瓦斯抽采巷掘进施工的小型掘进机——“神盾重庆一号”KSZ-2800型矿用硬岩全断面快速掘进机应运而生。

　　“与传统爆破方法施工相比，‘神盾重庆一号’KSZ-2800具有全机械化掘进、掘进速度快、用工少、劳动强度小、更加安全等特征。”高洪岩说，其月单进可达480米，而传统方法一般月单进在140米左右，掘进效率提高了约240%；原来5、6人的工作量将只需2、3人便可完成。

　　从经济效益来看，“神盾重庆一号”实施机械化掘进后具有较好的经济性，“投运后，初步估算劳动力成本将减少1300元/米左右，其它材料设备电力成本增加500元/米左右，总体节约成本800元/米左右。”重庆能源科技公司总经理黄昌文说。

　　多项技术填补行业空白

　　“神盾重庆一号”KSZ-2800型矿用硬岩全断面快速掘进机是在辽通重机此前研制的KSZ-2600型“神盾一号”的基础上，由辽通重机与重庆能源科技公司联合研制而成。KSZ-2600型“神盾一号”是辽通重机研制的矿用全断面硬岩快速掘进机科研实验样机。

　　“此前，重庆能源一直致力于寻找能够实现岩石巷道快速掘进的综掘设备，辽通重机此前的KSZ-2600型‘神盾一号’产品让我们看到了希望。”重庆市能源投资集团副总经理李文树说。

　　2016年10月18日，重庆能源科技公司与辽通重机正式签约，拉开了适用于硬岩掘进的“神盾重庆一号”KSZ-2800掘进机合作研制序幕。这是国内首台应用于煤矿瓦斯巷道施工的矿用全断面硬岩快速掘进机产品。

　　据了解，根据煤矿实际工况，在“神盾一号”(KSZ-2600型)的基础上，“神盾重庆一号”进行了局部改进和创新，增加了百米超前钻孔和千米远程操控等功能，成功融合了工程掘进机、煤矿防爆、自动测量控制、工业防爆远程无线传输、全站式自动定位等先进技术，可实现圆形巷道一次成巷、掘锚同步作业和巷道快速掘进。具有数据无线传输、远程自动控制、运行状态感知、故障自我诊断、历史数据存储、状态自动调整等多项智能化特性。

　　相较于传统悬臂式掘进机最高可截割岩石硬度值f10，“神盾重庆一号”可广泛用于岩石硬度在f5-15的煤矿巷道，目前已经取得3项国家专利，全断面刀盘、撑鞋系统、千米远程控制等多项关键技术填补了行业空白，达到国内领先水平。

　　比如，在具体作业时，“神盾重庆一号”依靠全断面刀盘专利技术，刀盘共有十八把刀，可以有效截割较硬岩石，将岩石挤成碎块或粉末，类似于玻璃刀与玻璃。十八把刀相当于十八个玻璃刀，前面的岩石相当于一面玻璃，十八把刀在岩石上画出圆环，破坏了岩石的内部力学结构，造成挤压破碎。为此，这种刀盘能够实现圆形巷道的一次成巷及硬岩巷道的快速截割。

　　提高煤机智能治理水平

　　据了解，“神盾重庆一号”即将运往位于重庆市的重庆能源松藻煤电公司进行岩石巷道掘进施工。

　　重庆地区煤矿地质条件复杂，瓦斯灾害严重，是原煤炭部确定的五省一市一局重灾区之一，列七个重灾区之首。松藻煤电公司的煤矿工况条件在包括重庆地区在内的瓦斯灾害严重的西南地区具有一定的代表性。“‘神盾重庆一号’的研制及应用对西南地区乃至全国煤矿推广应用都具有十分重要的示范效应。”黄昌文说。据了解，在煤炭行业之外，该设备还可广泛应用于水利、电力、道路、军工、地下管廊和非煤矿山等领域。

　　瓦斯灾害治理是预防瓦斯事故重中之重的工作，瓦斯不治矿无宁日。煤炭开采走机械化、自动化、信息化、智能化道路是建设安全高效现代化矿井的必然要求。

　　《煤炭工业发展“十三五”规划》要求到2020年，煤矿采煤机械化程度达到85%、掘进机械化程度达到65%，煤矿信息化、智能化建设取得新进展。

　　对此，包宏表示，“通过合理的结构布局和技术创新设计，‘神盾重庆一号’是机、电、液、光等多项技术的综合应用创新成果，必将引领我国煤机产品向着人性化、自动化、智能化、模块化、集成化的方向向前发展。”

　　“该设备对我们提高掘进的发展水平有重大作用，也对煤矿机械化换人、智能化减人的强国目标发展起到了重要的作用。”中国煤炭机械工业协会理事长张勇表示。