煤矿开拓掘进工程快速施工技术研究

邓春宇　卢兆国

【摘要：随着社会经济的快速发展，人们对煤矿资源的需求量越来越大。这就对煤矿企业提出了更高的要求，企业必须积极改进施工技术，加快工程进度与施工效率，这样才能满足社会的要求。基于此，文章探讨分析了煤矿开拓掘进工程快速施工技术，以供参考。

【关键词】煤矿；开拓；掘进；快速施工技术

一、煤矿巷道掘进技术的影响因素

1、人为因素

巷道掘进工作中需要有施工技术人员与施工管理人员共同进行。施工技术人员的素质包括受教育情况、技术熟练程度、施工积极性与安全教育等几个要素。在巷道掘进过程中施工人员文化水平有限，专业施工技术不合格，掌握施工工艺水平不够，不按照施工规范施工，降低机械设备的工作效率，影响巷道掘进的工期。而施工管理人员的素质主要表现在管理能力、组织能力与技术水平等方面。

2、机械设备因素

随着科技的不断发展，我国煤矿企业的施工技术水平越来越高，这也促进了煤矿行业的发展。但是我国煤矿企业的发展并不均衡，在一些煤矿企业中使用的机械设备仍然比较落后，这不利于提高该企业的生产效率，很容易被市场所淘汰。我国的煤矿开采技术相对于西方发达国家较为落后，很多设备不具备自动化与智能化的功能而且较容易受到地质条件的影响，在一些地形条件比较差的地区媒矿开采效率以及质量并不高。

3、施工工艺因素

在煤矿巷道掘进施工技术我国在国际上依然处于落后位置。巷道掘进过程中支护技术是保证掘进正常进行以及施工人员人身安全的关键工作，而当前我国在开采煤矿过程中巷道掘进中进行支护工作占据了整体巷道掘进时间的70%。虽然我国应用广泛使用了锚喷、，锚梁网等多种支护技术，但是就实际情况来看掘进工作与支护工作的协调仍然不甚理想，降低了巷道掘进的工作效率。

二、煤矿开拓掘进工程快速施工技术现状

1、气腿式凿岩机配耙斗装岩作业线

采用此种岩巷掘进工业具有以下的特点：①掘进率高，虽然受矿车调度的影响，但是实际掘进率仍然达到 30～40 m3/h。②工艺性良好，钻机可多台同时施工，灵活性高，不受断面形状和尺才的影响，打眼、装岩可以同时进行，可实现平行作业，效率较高。③可靠性能高以及市场价格竞争力强，由于工艺简单，工人易于学习，以及普及率较高，加之煤矿初期投入小，因此在小型煤矿广泛应用。但是该种作业线也存在一些问题，如人工成本较高，工人劳动强度大，作业环境差、危险系数高以及钻孔钻进率低，由于不能够配套全液压钻车进行钻眼，一次对于人工钻眼的要求仍然较高，劳动强度加大。

2、液压钻车配侧卸装岩机作业线

该种掘进施工工艺以履带式全液压钻车配套履带式侧卸装岩机使用为代表，在岩巷掘进技术中处于领先的地位。履带式全液压钻车具有的优点主要包括以下 3 种：①双臂同时凿岩，凿岩速率一般为0.8～2.0 m/min，最高可达 2.0 m/min，施工效率非常高；②机器结构紧凑且机身小，机动性很灵活，由于为履带式行走，爬坡能力强，可对断面的任何部分进行施工；③该种工艺采用的动力单一，因此所需电能低，噪音小，使得掘进工作面环境显著改善，工人强度较低，施工效率和质量均大幅提高。履带式侧卸装岩机具有的优点：①具有很高的装载能力，生产率高；②能够机械化实现全断面装岩，降低工人劳动强度；③利用背板、溜槽等可使得工作面实现短距离运送辅助材料；④大幅降低了工作面存在的安全隐患，取代耙斗装岩机钢丝绳，使得与地面摩擦减少，降低了发火的可能。该机械化配套作业线具有以下主要特点：①操作安全性能高，施工人员可以远离工作面进行钻眼工作，将大幅度降低原施工方式所存在的危险隐患，采用侧卸装岩机装矸可以避免原耙斗装岩机段绳伤人的事故；②掘进效率大幅提高，侧卸装岩机装岩效率可达到普通耙斗装岩机的两倍。

3、悬臂式掘进机配梭车、带式输送机作业线

此种施工工艺即称作综掘法，其最大的优点就是掘进速度快，还具有施工质量高、需要人员少、机械自动化程度高、工作环境好、配套性能好以及使围岩受较小掘进扰动影响等特点，因此被煤矿积极推广应用。但该技术也存在一些需要施工人员克服的问题：①为抵抗掘进切割煤岩时的反作用力，机器具有机身体积大，机重高的特点，因此下井较困难以及不适用于掘进断面较小巷道；②掘进巷道围岩的单抽抗压强度不能高于 80 MPa；③截齿服务时间短，掘进成本大；④对于围岩岩性以及地质构造要求高，适应性差。

三、新形势下煤矿快速掘进方法的探索

1、先进的地质探测技术

煤矿采掘环境比较复杂，地质条件对巷道快速掘进有着重要的影响，因此，先进的地质探测技术有利于煤矿采掘效率的提高，对煤矿企业来说，具有深远的意义。通过先进的地质探测技术，可得到精确、完整的地质测量信息，煤矿企业根据测量信息制定出科学的、合理的设计目标，在煤矿巷道掘进的过程中，也可对无法预期的地质问题及时进行处理。

2、提高掘进装备水平

掘进装备水平是决定掘进速度的重要因素。传统掘进方式，岩巷掘进采用炮掘，煤巷和半煤大部分矿井虽然采用悬臂式掘进机作业，但是支护方式采用气动式锚杆钻机，人工打锚杆孔眼，人工安装锚杆，人工挂网，掘进装备水平低，工艺落后，影响掘进速度，不能实现高产高效。在地质条件允许的情况下，建议岩巷、煤巷、半煤岩巷采用综合机械化掘进，岩巷采用切割功率大、带有除尘系统的重型全断面硬岩掘进机，支护采用履带行走式自动锚杆机带有临时支护装置，且一次能打四根锚杆，采用双巷掘进，掘进和支护设备通过联巷交替运行作业。

3、采用集中深孔爆破，多循环作业

3.1对岩巷可以采取的主要措施

在对岩巷掘进的过程中，可以采用风钻来钻爆破眼，在每一个掘进头配备4、5台风钻，掘眼的深度2m-2.3m。施工过程中首先施工人员一定要严格的遵守相关的准则，按照相关的规定来进行操作。然后，在进行钻眼之前要认准中腰线，利用中腰线来确定周边的轮廓和钻眼的位置。钻眼作业时要保证钻眼的准、平、直、齐，这样才能保证爆破后作业面的规整，也可以保证爆破的安全。爆破时所使用的药量要根据岩石的硬度来确定，这样既能保证爆破的安全，还能节省爆破所使用的材料。

3.2煤巷可以采取的快速掘进的主要措施

利用炮掘架棚支护来掘进巷道的时候，一般炮眼的深度为0.7m，循环的进度为0.6m，传统方法有个弊端就是很难提高掘进的速度。所以要对施工方案加以调整，首先是要设计好迎头炮的深度；掏槽眼、底眼、两帮和中部炮眼的深度为2m，顶部炮眼的深度为0.7m，还有一点就是在掘进的过程中，会在0.7m深的位置架设一个棚架，当爆破结束以后把顶端的煤渣清除后继续架设棚架，这样循环至达到要求后停止，这样可以很好的提高施工效率和掘进速度。还有一个方法就是采用炮掘锚网梁支护掘进巷道，这个方法同上个方法一样要注意迎头炮眼的深度，施工人员可以采用“三八”制工作的方法，这样也可以提高施工的效率。

结束语

综上所述，煤矿巷道快速掘进工程是集综合性、系统性为一体的组织活动，其中包括生产、技术、工艺、设备、安全、人员等多方面的管理，任一阶段都会对掘进速度造成影响，为提高掘进质量和效率，要通过行之有效的措施來实现煤矿企业生产效率的提升。

参考文献

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[3]马利.岩巷机械化快速掘进技术及其在邢台矿区的应用研究[D].北京中国矿业大学，2012.