现代煤矿掘进技术改进(共3篇)
现代煤矿掘进技术改进 篇1
0 引言
在中国国民经济不断发展的现阶段,煤矿业已成为经济发展的重要动力之一,特别是在科学技术水平提升的当下,对于煤矿开采和生产工作也提出了越来越高的要求。煤炭资源是不可再生资源,且人们在日常生活和社会生产中对煤炭的需求量与日俱增,要求在掘进作业中引入新技术和新工艺。从中国煤矿掘进技术的发展和应用现状来看,由于受多种因素的影响,其中还存在很多实际问题,对现代煤矿掘进技术进行改进和优化,已成为企业实现降本增效的必经之路,对于煤矿业的发展具有十分重要的现实意义,因此要对其问题予以高度重视。
1 中国煤矿掘进技术发展综述
1.1 光面爆破技术
光面爆破技术是现阶段使用时间最长的一种煤矿开采掘进技术,其在中小煤矿中实现了较为广泛的应用,这种技术在较好地保证岩围完整和稳定的基础上,使让岩层较为精确地按照所设计轮廓发生断裂,提高了岩面规则平整。光面爆破技术对围岩的稳定性破坏程度小,掘进速度较快;但光面爆破技术的应用通常需要借助较多的特殊器材,且对钻眼的准确性具有较高要求,因而爆破工序所需时间较长。
1.2 掘锚一体化掘锚机组
当前,中国煤矿掘进作业中所使用的掘锚一体化掘锚机组大多都是连续采煤机为基础的发机结合,同一台设备同时具备掘进和支护两种功能,使得掘进和支护设备换位作业所耗费的时间得到了较大程度缩减,改变了传统的单一作业,优化了煤矿开采流程,表现出可靠、快速、自动、高效的优势。
1.3 负载反馈调速技术
对于切割牵引速度而言,其是煤矿掘进机的一个重要工况参数,其一方面与掘进机本身具有紧密联系,且还和煤岩的硬度、机器的钻入深度及切削厚度等因素息息相关。负载反馈调速技术则是将切割牵引速度作为核心,借助比例多路换向阀、变量泵一负载反馈无级调速等对切割牵引的深度进行调整,从而保证掘进机工作的可靠性。
1.4 分裂机及液压锤的积极应用
在科学技术不断发展的现阶段,经过对先进掘进技术的学习和研究,中国也自主研发了一系列先进掘进机器,其中最具代表性的就是分裂机和液压锤。在煤矿掘进作业中实现分裂机和液压锤的联合应用,需先利用分裂机将矿岩予以分裂,然后再利用液压锤将分裂出的矿岩进行粉碎和装车运送,表现出较高的灵活性、精确性和可操作性[1]。
2 煤矿掘进技术的应用现状及存在问题
中国煤矿掘进技术研究开始于20世纪60年代中期,最开始表现出规模小、成果小等特点,存在机重轻、破岩能力差、设备功率小、可靠性差等问题;1979年后悬臂式掘进机实现了较为广泛的推广应用。在40 a多的不断研发过程中,已研制出20多种型号的掘进机,系列化产品也逐步形成;但从整体上来看,和国外发达国家相比较,中国掘进机技术的掘进可靠性还有待实现进一步的加强。
目前,掘进技术在煤矿中的应用问题主要体现在以下几方面:a)挖掘机。在遇到岩石时会产生较大的震动,极易导致电气元件的损坏和机器寿命的降低;b)挖掘机在每工作一段时间之后都需要补充油量,但井下注油通常又会在管路中进入灰尘,对其进行维修往往会大幅度降低工作效率;c)掘进机要根据巷道宽度对不同铲板予以更换,中国很多掘进机在对铲板进行更换时要先将行走部卸掉,浪费了大量人力、物力和财力;d)对于一些大型掘进机而言,受自身尺寸和承重限制的影响,机器分体最大不可拆卸件超高和超重,仅限用于特大型煤矿;e)大部分掘进机的除尘效果较差,极易造成工作人员视线模糊;f)掘进机输机链条张紧度不够,进而导致卡链和轴承损坏等问题的出现[2]。
3 现代煤矿掘进技术的改进方法
3.1 选用具备优良性能的掘进机
掘进机是煤矿掘进工作中的核心设备,在实际选用过程当中应结合具体情况。目前,中国在引进和国产化掘进机方面取得了很大的进步。中国重点所推广的掘进机机型包括:由煤科总院上海分院和南京晨光机械厂合作制造的ELMB型;由煤科总院太原分院和淮南煤机厂合作制造的EL-90型;由淮南煤机厂和奥地利沃斯特———阿尔卑尼公司合作制造的AM-50型;由煤科总院太原分院和佳木斯煤机厂合作制造的EMIA-30型;由佳木斯煤机厂和日本三井三池公司合作制造的MRH-510-41型。煤矿掘进工作在选用掘进机的时候应充分考虑矿井实际需要和掘进机的综合性能[3]。
3.2 大力引入连续采煤机
对于发达国家而言,其维持较高的采煤量和所使用的连续采煤机进行的多巷掘进是息息相关的。连续采煤机多巷掘进适用于巷道采煤作业。连续采煤机的应用实现了采掘一体化,且掘进速度较快,在巷道内作业灵活性较大;连续采煤机自身布置十分紧凑,其独有的驱动器和直流传力电机能显著提升机器的效率和过载能力。例如,中国晋煤集团寺河矿和赵庄矿等矿井的开发引入了连续采煤机,在多巷掘进和掘支平行施工等方面都表现出了极强的能力。
3.3 掘进机技术的优化改进
掘进机技术的改进主要从以下三方面加以着手:a)考虑到硬岩掘进机的使用环境和工作性质,为了提升掘进机的稳定性,可将侧支撑增加到掘进机的后支撑上;b)为掘进机增设一套自动润滑系统,在掘进机工作一段时间之后,不需借助人工手动润滑,可对其进行统一布管,并将其编入到自动润滑系统中;在井下作业过程中,可利用双柱油管路,在自动润滑系统出现运行故障时,则可转变成为手动润滑的方式,从而保证掘进机运转正常;c)在掘进机的铲板位置处增设接点,将第一运输机和销轴相连接,然后再连接第一运输机的后支撑,从而形成一个四连杆机构;将铲板和第一运输机实现同时操作,使得尾部的丛动轮和主动链轮之间的距离保持不变,从而有效解决链条时紧时松和经常调节装置的问题。
3.4 建立快速炮掘进机械化作业线
建立快速炮掘进机械化作业线,是现代煤矿掘进技术改进的另一方法。对于煤矿企业而言,其应积极创造条件建立起科学合理的炮掘进机械化作业线,实现机械化施工工序,从而使得掘进效果呈现出快速、高效、安全和低能耗等特点;同时还要完善掘进机作业线配套设施,例如湿式煤电钻、装煤机、支架、刮板输送机、锚杆机和瓦斯断电仪等,以此来构建高效、高产的矿井模式。
3.5 煤矿掘进工作安全性的提升
a)改进光爆技术,促使巷道成形。在对巷道进行爆破作业的过程当中,大多所利用的是浅孔光面爆破,为进一步提高进尺,可采用深孔爆破技术,一方面能有效保证整体的施工质量,另一方面还显著提升了施工效率,使得煤矿掘进速度满足相关规定要求;同时,为了促使巷道成形,还应不断加大孔径,将多余的扩炮孔转移到周边,并增加周边的眼数量,从而实现设备的高效利用[4];b)完善掘进工作面的优化系统。煤矿掘进工作安全性的提升还需对掘进工作面的优化系统予以完善。在实际进行煤矿掘进的过程中,工作面自动化系统可实现图像上传,同时对掘进机进行有效维护,对其故障的原因予以检测分析;工作面自动化系统具有掘进遥控、原创遥控和定位截断等功能特点,对工作面皮带机和除尘装置实现了集中管控,使得掘进工作自动控制系统深入到各个环节当中去,实现了结构和工艺二者的有机结合;c)实现煤矿掘进循环作业。掘进技术是煤矿开采中最为关键的组成部分,为了切实提高掘进速度和效率,较好地完成煤矿采集和生产等任务,还需实现煤矿掘进循环作业,即在保证截割、运输、支护、通风和抽放等工序上正规作业的基础之上,提升煤矿掘进的质量和效率。例如,在同一个循环中,可实现多项施工作业的同步进行,在平面掘进时实现协调作业,对时间和空间实现了充分利用,从而保证了整体的掘进进度[5]。
4 结语
现代煤矿掘进技术的改进是煤矿企业发展中亟待解决的实际问题,是确保掘进作业安全性和高效率的必然要求,同时也是现代化发展的主流趋势,在推动煤矿业的可持续发展中起到了积极的作用。围绕现代煤矿掘进技术的改进进行了深入探究,得出以下几点结论:a)从中国煤矿掘进技术的发展来看,其经历了从光面爆破技术、掘锚一体化掘锚机组、负载反馈调速技术到分裂机、液压锤的广泛应用的过程,且不同技术均具有自身的优势和弊端;b)中国掘进机技术的发展缓慢,与发达国家之间存在着较大差距,其掘进的可靠性还有待实现进一步加强,在实际应用过程中还普遍存在寿命短、效率低、除尘效果差、安全性不高等问题;c)现代煤矿掘进技术的改进,首先要选用性能优良的掘进机,对掘进机技术予以优化;其次要建立起快速炮掘进机械化作业线;再次要注重对掘进工作安全性水平的提升,以此来大幅度提升煤矿掘进作业效率。
摘要:概述了中国煤矿掘进技术的发展,分析了煤矿掘进技术的应用现状其存在问题,有针对性地提出了现代煤矿掘进技术的改进方法,以推动煤矿行业的健康发展。
关键词:现代煤矿,掘进技术,改进方法
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现代煤矿掘进技术的改进 篇2
1光面爆破技术
光面爆破技术是距今运用市场最长的煤矿开采掘进技术之一, 其在煤矿企业特别是一些中小煤矿被广泛应用。光面爆破法能在保证岩围完整和稳定的同时让岩层较为精确地依照设计轮廓断裂, 岩面规则平整。对于光面爆破的激励目前仍然没有确切的结论, 但通过实际运用, 大多数运用者都认为是爆炸产生的气体膨胀实现了爆破。光面爆破在起爆时周围的炮眼都会同时起爆, 通过每个炮眼的冲击波向四周传播, 相邻的炮眼之间会产生冲击波的应力叠加并同时出现切向拉力, 当岩体的抗拉强度小于切向拉力时, 岩体就在炮眼中心连线上形成裂缝, 伴随爆照中气体的膨胀, 裂缝进一步加大实现岩面的平整爆裂。光面爆破技术对围岩的稳定破破坏小, 掘进中的超挖数量和出渣工作量较小, 掘进速度快, 但此方法需要的特殊器材较多, 并且对爆破前的钻眼准确性要求高, 爆破工序所需时间较长。
2掘锚一体化掘锚机组掘进
很长一段时间内, 煤矿企业都在进行掘锚联合机组的研究, 致力于做到掘支锚一体化作业。经过多年的学习和借鉴, 当前我国的掘锚一体化技术已经有了长足进步。当前采用的掘锚机组主要分为以连续采煤机为基础的掘锚机组和悬臂式掘进机机载锚杆机的掘锚机两种。掘锚机组工作的实质就是将掘进和支护两者实施有机结合, 一台设备同时实现掘进和支护两种功能, 大大缩减了掘进与支护设备进行换位作业耗费的时间。掘锚一体化机组掘进技术是当前比较先进的技术, 其改变了传统的单一作业, 极大地优化了煤矿开采流程, 具有可靠、快速、自动、高效以及人工强度低等特点。
3连续采煤机得以积极推广
在采煤技术的研究中, 发达国家也一直走在世界的前端。当前美国以及澳大利亚等采煤大国长期都是采用的连续采煤机多巷掘进, 这种开采法是当前煤矿巷道高效快速掘进的主要方法之一。随着世界经济的一体化, 我国的煤矿开采技术也在不断与发达国家接轨, 很多连续采煤机也不断被研发并得以应用。连续采煤机采取的是采掘合一的工作方法, 掘进速度得到了很大提升。连续采煤机工作效率高、牵引特性好、工作可靠, 优势明显。连续采煤机是当前煤矿采掘要实现高产高效的有力选择。
4负载反馈调速技术
切割牵引速度是煤矿掘进机的一个重要工况参数, 切割牵引速度不仅关系到掘进机本身, 还与煤岩的硬度、机器的钻入深度以及切削厚度息息相关, 负载反馈调速技术就是以切割牵引速度为核心, 通过利用比例多路换向阀、变量泵一负载反馈无级调速等来对切割牵引深度进行调整, 降低功率消耗, 延长液压元部件使用寿命, 保证掘进机工作的可靠性。
5分裂机、液压锤的积极应用
经济的全球化带来了技术的全球化, 伴随一体化的深入, 世界各国对技术的交流和借鉴日趋增多, 通过对国际采煤大国一些先进掘进技术的学习和研究, 我国也逐渐自主研究并生产了一系列较为先进的掘进机器, 其中较为成功的具有代表意义的有分裂机和液压锤等。分裂机液压锤联合采矿实施流程是:先通过分裂机将矿岩分裂, 再用液压锤将分裂出的矿岩进行粉碎并装车运送, 与传统方法相比, 分裂机液压锤联合采矿具有鲜明的特点: (1) 安全性。分裂机液压锤的工作环境相对稳定, 具有较强的可操控性, 爆破产生的安全隐患小; (2) 环保型。液压分裂机在工作过程中不会产生大的震动和噪音, 其工作不会对周边环境产生影响, 也不会对周边事物产生安全隐患, 可以很好地保护环境; (3) 经济性。液压分裂机的作业过程短, 效率高, 其本身的维护成本也比较低, 在作业时不需要采取专门的安全措施, 可以为企业节省更多资源; (4) 可操作性。液压分裂机的操作方法简单易学, 非常人性化; (5) 精确性。液压分裂机下的爆破演示的分裂方向以及大小都可以通过液压分裂机预先确定, 精确度高; (6) 灵活性。液压分裂机虽然体积小、重量轻, 但是其分裂力却很大, 在很狭小的空间都能灵活使用, 适用性强。
二、对现代煤矿掘进技术的优化
煤矿企业要提升矿井生产效率, 就必须从技术改造上着手, 通过提高劳动效率、资源产出率等方式来提升资源的产出率, 另外, 还要不断改善煤矿工作环境, 在降低工人工作强度的同时构建更加安全的工作环境, 提升各项经济技术指标。对此, 优化掘进技术势在必行。在进行掘进技术优化前, 必须先对掘进过程中存在的问题进行分析:
1掘进机使用过程中存在的问题
我国是世界最大的掘进机制造和应用国, 随着技术的日渐成熟, 掘进机在我国的一些大中型煤矿掘进中已经被普遍应用, 但就当前的企业、技术以及人力资源环境来看, 掘进机在运用过程中还存在一些问题: (1) 在掘进过程中会产生大的震动, 极易导致元件损坏, 降低掘进机使用寿命; (2) 掘进机注油不能自动化。当前使用的掘进机需要在一定工作时间后进行人工注油。掘进机在井下注油时经常会因为操作不当让管路中进入粉尘, 导致液压油污染, 增加了机器的维护力度, 降低了机器工作效率; (3) 掘进机链条在工作中时常会出现张力不够卡链的情况, 严重情况下会损坏轴承。
2优化掘进技术
针对掘进机使用中存在的问题, 结合掘进机本身功率大的特点, 可以对掘进机运用进行以下优化:第一, 优化掘进机使用环境。基于机器使用环境和工作性质, 在作业中将侧支撑转移到掘进机的后支撑上, 提升掘进机在运行中的稳定性;第二, 增加自动润滑系统, 一旦其在井下作业出现故障时时可以通过双柱油管路实现自动润滑, 保证掘进机随时正常运行;第三, 在掘进机的铲板出加上接点, 在销轴与第一运输机间构建一个四连杆机构, 通过对铲板和第一运输机的同时运用, 在保证尾部的丛动轮与主动链轮距离不变情况下解决松链或卡链等问题。
3积极引入连续采煤机
发达国家能维持高的采煤量是与其采用连续采煤机进行多巷掘进分不开的。连续采煤机进行多巷掘进非常适合巷道采煤作业。我国一些煤矿企业例如晋煤集团寺河矿和赵庄矿等的矿井已经引入连续采煤机多年, 这些煤矿在多巷掘进和掘支平行施工等方面都展现出极强的能力, 极大地提升了掘进效率。连续采煤机实现了采掘的一体化, 掘进速度快, 同时还可以在巷道内作业, 灵活性大。连续采煤机其本身的布置非常紧凑, 其独有的驱动器和之流串力电机能提升机器的效率和过载能力。
三、确保煤矿掘进工作安全
我国的煤矿企业众多, 采矿的条件也极其复杂。很多小型矿井仍是以人工采矿为主, 复杂的地质环境和多发的自然灾害都给煤矿掘进带来了阻碍。煤矿的巷道掘进是一个系统复杂的工作, 包含管理者和施工者人的因素、物资装备因素以及生产技术因素等多方面, 要保证掘进的高效必须首先要保证掘进的安全, 例如做好排水、通风以及铺轨工作, 及时进行掘进现场检查等:
1从技术上确保掘进作业的安全性
一方面, 为使巷道成形, 需要改进光爆技术。传统的巷道爆破都是采用浅孔光面爆破, 为提高掘进尺度, 可以采用深孔爆破。深孔爆破技术不仅能保证施工质量, 还能提升施工效率。在作业中可以不断加大孔径, 将多余的扩炮孔转移到周边, 以确保设备的充分利用;另一方面, 完善掘进工作面工作系统。煤矿的掘进过程可以直接在工作面的自动化系统中反映, 通过自动化系统中的图像可以及时对掘进机进行维护并检测故障, 实现工艺与结构的配合, 当掘进工作各环节能相互协调。
2运用科学方法实现煤矿掘进工作循环作业
掘进技术是煤矿采掘中最为基础也是最为关键的部分, 矿井要提升掘进速度快速安全地完成采矿任务就必须对整个掘进工作进行研究, 以确掘进作业更加科学有效。要实现煤矿掘进工作的循环作业, 需要保证在截割、运输、支护以及通风和抽放等工序上的正规作业, 以达到提升掘进效率和质量的目的。在同一个掘进循环做业内, 多项施工作业要尽可能做到同步。在平面掘进中, 更要充分利用时间和空间等因素, 实现多项目协调作业以便提升掘进进度。另外, 矿企还要立足企业本身, 选择适合企业实际情况的循环作业方式, 达到既保质又保量的效果。
四、结语
煤矿开采掘进技术的研究是一个长期的过程, 煤矿企业管理人员和技术人员要不断引入新技术和新工艺, 同时结合企业自身情况和经济环境, 实现掘进技术的进步和掘进作业的高效。在保证掘进量的同时, 还要确保掘进工作的安全性, 这是煤矿业工作的重中之重。掘进技术的进步需要企业不断的自我总结和全体技术人员的自主创新, 不断总结可以避免重复犯错, 自主创新可以为掘进技术的完善和进步注入新的动力。掘进技术的完善不仅为单个矿井项目的产量提升打下了坚实基础, 更推动了整个煤矿业的进步。
摘要:本文立足煤矿施工, 对当前煤矿开采中的掘进技术进行了较为详细的阐述并提出了一些煤矿掘进施工技术优化策略和煤矿掘进安全保障策略, 以期为现代煤矿掘进技术的革新提供更多参考意见。
关键词:煤矿,掘进技术,施工技术
参考文献
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掘进机在煤矿中的使用及改进探析 篇3
1.1 掘进机在煤矿中使用的优点
第一, 掘进机适应性相对较好的煤层, 一般情况下, 掘进速度可以达到500~600m/月;第二, 较钻爆法而言, 掘进机在煤矿掘进过程中很少出现欠挖问题, 能够有效地处理好存在于煤层底板处钻爆法无法解决的问题。例如, 通车之后经常出现的开裂和糯水等现象。当遇到地层为软弱围岩的情况时, 需要通过圆形断面, 该种断面结构受力好, 二次衬砌变形、开裂、破损 (尤其在拱部出现空洞) 等问题的概率远小于马蹄型断面;第三, 掘进机在煤矿开采使用中对周围岩体的破坏和扰动作用较小, 可以降低周围岩体的松动面积, 能够较为有效的利用周围岩体的自我稳定的能力。考虑到刀盘对掌子面的支承作用, 在很大程度上能够降低掌子面的失稳、坍塌现象的出现;第四, 在煤矿开采过程中, 掘进机施工作业支护需要及时高效, 在掘进机掘进过程中, 周围岩体脱离刀盘暴露至第1次支护完成时间远远小于钻爆法开挖放炮、通风、支护 (不完全) 所用时间, 行之有效的减缓周围岩体的松动变形, 因此有助于二次衬砌受力, 进而能够更加充分确保施工和结构的安全可靠性;第五, 在煤矿开采过程中, 掘进机施工在很大程度上能够有效地改进周围施工环境。钻爆法施工, 通常情况下, 由于放炮会造成大量的烟雾的出现, 且巷道中的通风能力较差, 进而导致巷道内的污染加大, 利用掘进机施工从某种程度上说, 能够有效地减轻此类问题的发生, 为施工工人提供一个相对良好的施工环境, 与此同时, 还能有效地减轻施工工人的劳动强度。
1.2 掘进机在煤矿使用中的缺点
第一, 尽管掘进机在施工过程中会比其他施工手段具有较小的发生塌方的可能性, 但是, 若是由于某种原因, 一旦发生塌方事件, 救助、清理和恢复生产较其他施工方式难度大些;第二, 掘进机作为一个相对庞大的机械设备, 刀盘、主轴承等主要大型部件一旦出现任何问题, 都将在不同程度上导致修理难度的加大, 进而造成前进不能、后退不得的尴尬局面, 最终影响到施工进度, 造成不必要的经济损失;第三, 掘进机施工软弱破碎围岩受刀盘挤压比较容易出现局部坍塌和剥落, 进而导致超挖、回填和支护增加现象的出现;第四, 掘进机施工方案在煤矿开采中的应用的资金投入较其设备要高得多。
2 掘进机在煤矿开采中的使用现状
2.1 不能落实设备管理制度
目前在煤矿开采方面, 责任人都会制定相关的规章制度。例如国内的一些中小型煤矿, 在开采过程中必须配备专业性较强的煤矿开采设备以及详细的规章制度, 保证开采人员的安全。调查发现, 虽然一些中小型煤矿都制定了较为全面的标准, 但是在标准之外没有详细的操作注意事项, 规章制度也形同虚设, 没有达到强有力的监督效果, 设备管理制度也未能落实。
2.2 设备老化现象严重
煤炭开采事业不仅拉动了国民经济的快速发展, 更是国内各行各业的基础能源。但是由于煤炭企业只为了追求更高的利润以及收益将煤炭的开采和生产工作放在了首要的位置上, 而忽略了设备的及时维护以及更新, 使得掘进设备老化现象严重, 长此以往, 很容易发生开采事故。
3 加强煤矿掘进机设备维修技术与管理的对策
3.1 注重对煤矿掘进机设备维修与管理的改进
根据目前煤矿企业的设备使用现状来说, 设备的维护和更新问题迫在眉睫, 一些煤矿企业的掘进设备老化现象非常严重, 企业必须加大对设备维护的投入。首先聘用专业的维护修理人员, 一方面定期对设备进行检查, 对于老化的设备及时更新, 另一方面加大对工作人员进行相关知识的培训;其次除了专业的维修人员外, 专门设置监督小组, 定时定点的对企业内的违规现象进行督察;最后完善规章制度, 制定奖励、惩罚制度, 在每周召开的会议上对于违章的工作人员给予一定程度地惩罚措施。
3.2 引进监测仪器等硬件技术
在对煤矿掘进机设备进行维修和管理的过程中, 可以借助视情维修这个维修管理模式, 进而为企业创造更多的社会和经济效益。此外, 还需要结合我国的基本国情和政策措施等适当引入先进的硬件技术, 来丰富煤炭掘进机设备管理与维修的手段。
结语
要想在煤矿行业取得较高的效益, 首要任务是要做好与安全生产相关方面的工作, 只有安全生产, 才能创造更高的效益。另外, 在煤矿使用设备上, 将着力点放在技术创新的层面上, 才能引导生产力的发展。
摘要:随着国民经济的快速发展, 国家对煤矿开采行业的投入越来越大, 煤矿掘进设备也得到了人们的高度重视。一方面主要涉及煤矿掘进设备新技术和新工艺的引入;另一方面就是对煤矿掘进设备的改进。由于掘进设备的使用寿命在很大程度上是由设备维护以及改进水平所决定的, 因此为了延长掘进机的使用时间, 对掘进设备进行有效的技术改进是非常必要的。
关键词:煤矿,掘进机,使用,改进措施
参考文献
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