试论岩石巷道快速掘进技术

刘鹏(平煤股份六矿掘进四队,河南平顶山 467000)



试论岩石巷道快速掘进技术

刘鹏
(平煤股份六矿掘进四队,河南平顶山 467000)

【摘 要】对于大断面岩石巷道快速掘进技术而言,最关键的是要根据现场条件对掘进设备、支护技术进行合理选择,加上对中深孔光爆技术的运用,在保证各个工序能够互不影响的前提之下,采用科学有效的方法实行多工序的平行作业,从而减少岩石巷道快速掘进时花费的时间,提高其掘进的速度。本文简单介绍了一些岩石巷道快速掘进技术,并且提出了其发展方向,希望能够为相关部门提供参考和帮助。

【关键词】煤矿大断面 岩石巷道 快速掘进技术

1 概述

随着我国经济水平的不断提高，工业方面对于能源资源的需求也在日益的增加，而在这其中，有百分之八十的能源都来自于煤炭。而在煤炭工业发展中，岩巷工程起到基石的作用，也是煤炭企业能够实现落实可持续发展战略的重要工作。岩石巷道快速掘进技术是保证煤炭挖掘顺利进行的保证。进行岩石巷道的施工时，如果巷道的断面较大，完整而且坚硬，面临构造透明度较低的情况，一定会对掘进速度造成影响，进而影响煤炭的产量和效率。为了能够提高岩巷的掘进速度，满足我国日常的煤炭需求，本文对现有的岩巷掘进技术进行简单的分析，并且分析了岩巷的发展方向。

2 快速掘进机械配置

在岩石巷道进行掘进的施工过程中，要根据掘进施工时巷道运输、排水、通风、通讯、高压风水管路、电力、工人上下班等情况，对机械配置、钻爆作业、运输方式的选择、锚喷支护作业、运输装碴作业以及机械运输车辆的分配方案进行最佳调配，尽量在满足施工要求的同时，也能够降低经济成本。进行快速掘进机械配置时主要注意以下几点:

首先，对设备以及装备进行改进，提高快速掘进时的机械化作业水平。进行机械设备的使用与操作时一定要保证现场的安全，尽量提高岩石巷道的掘进速率，通过机械的使用来降低人们的劳动强度，而且要保证巷道的良好成型。

其次，对装运碴作业线进行合理的布置。进行装碴机械的选择时要保证机械的装碴效率高，而且具有稳定的性能，还需要坚实耐用。进行机车的选择时还要考虑矿车，如果选择了大容量的矿车，那么一定要选择大功率机车来匹配矿车。

然后，对施工工艺进行改进与提高，进行掘喷平行作业。该种作业方式能够有效的缩短循环的时间，使得中深孔爆破方式能够在掘进施工中大量的采用，提高岩石巷道的掘进速度。

最后，科学的施工管理和施工组织也非常重要。进行岩石巷道掘进时进行多工序平行交叉作业以及正规循环作业的科学组织，并且在进行施工过程中，严格执行有效科学的管理制度，确保能够正规使用机械设备，以及严格执行科学的爆破技术。

3 超前地质探测技术研究

巷道超前探测技术能否做好关系到巷道掘进的安全问题。因此在世界范围内的煤矿大国投入了大量的人力财力物力进行该技术的提高与改进，取得了较大的成果。但是在小构造问题探测以及分辨效果方面仍然没有理想的技术，因此为了能够解决超前探测技术中存在的问题，必须对探测技术以及手段进行更为深入的研究。目前在煤矿的地质探测方面一般采用矿井工程物探技术，主要的方法是矿井工程电法预测以及矿井震波法。但是矿井的地质条件较为复杂，地下介质也多种多样，呈现的并不均匀，因此并没有开发出十分可靠的超前探测技术。经过数十年的矿井开采，我国的地质工作有很大的提高，但是在这方面仍然存在以下三个方面的问题:

(1)由于井下存在诸多干扰因素，因此使用单一的方法进行探测，结果与真实情况之间存在有很大误差；(2)如果断层落差小于煤层厚度，那么这种控制就会存在不足；(3)不同的探测手段之间存在不同的侧重点。

煤岩层存在的差异对于探测方法而言是具有双重性的，既是进行探测的前提又是探测方法的制约因素。因此，采用综合物探技术进行探测对岩石巷道快速掘进技术的施工起着关键的作用，是煤矿地质相关探测技术进行发展的新的方向。

4 全断面一次爆破技术

对于岩石巷道的快速掘进来说，由于炮孔数目较多再加上发爆器的起爆能力有限，目前一般采用全断面打眼分次爆破或是分台阶的方法。如果采用分台阶方式，上部掘进的高度会控制在巷道的拱部高度，上部掘进会超前下部20m到30m，下部的爆破会采用打下向炮孔的方式进行。上部掘进之后会有很多松散矸石将下部台阶覆盖，因此进行打眼时要先清理台阶，但是需要清理的面并不光滑，因此进行清理时耗费时间和精力，而且还会因为清理不干净使得下部进行钻凿炮眼时很不方便，影响炮孔的射打，达到不了想要的爆破效果，因此进行下部成巷的清理时，很多情况下都需要进行补炮，这样一来不但会影响掘进效率，而且不能保证爆破的安全。如果采用分次爆破方式，爆破效率较高，而且炮眼的数量较少，能够最大程度上获得最高的效益，但是分次爆破也存在很大的缺点。首先，分次爆破需要的爆破时间相对较长，对于快速施工而言有很大的不利。其次，分次进行爆破时，第一次响炮之后，爆破员需要马上到掌子面上进行连线，以便进行第二次起爆，这样一来，前次爆破所产生的有害气体没有来得及散去，会对工人的健康产生不利影响，出现一氧化碳、氮氧化物中毒等症状。因此，在煤矿的爆破施工中，采用全断面一次爆破技术是非常重要的。

5 新型爆破炸药与系统研制

根据我国《煤矿安全规程》的规定，在具有沼气爆炸危险的矿井中，只能采用三级煤矿许用的炸药进行爆破作业。对于煤和软岩而言，使用三级煤矿许用炸药就能够满足需求，但是对于中硬及其以上的岩石而言，三级煤矿许用炸药进行爆破的效果并不理想。生产实践证明，对中硬及其以上岩石，采用三级煤矿许用炸药进行爆破，炮孔的利用率较低，岩巷掘进效率也会大大受到影响，不能满足煤矿建设的需求，影响煤炭的高效开采。因此，研制高威力煤矿炸药以保证中硬岩和硬岩能够进行巷道的快速掘进，以及保证炸药的安全性和可靠性的起爆器材是岩石巷道掘进技术中的发展方向。炸药的研制方向既要能够拥有更高的爆炸能力和水平，又要保证其沼气的安全性。目前，岩石巷道的快速掘进的光面爆破的施工图表以及爆破的相关设计说明书仍然采用手工作业的方法，速度慢、误差较大大、劳动强度高。并且很多情况下，一条巷道都会采用同一套说明书以及同一套炮眼布置图，爆破参数表也是适用于一整条巷道，不能

根据实际施工时工作面的岩石性能和炮孔深度等方面的变化而进行迅速的更新与调整，难以做到合理对施工进行指导。尤其是在中深孔以及深孔控制爆破方面，专家如果想要进行系统的研究，并没有现成的大量资料可供参考。因此，研制一套系统且完整的能够适用于不同岩性、不同巷道断面、不同炮孔深度以及直径、不同炸药等条件下的爆破施工设计说明书(包括爆破参数、爆破图表以及相关的安全保障措施等)对岩石巷道的爆破作业的进行具有重大的指导意义。

6 结语

在进行掘进的分工以及劳动组织中，进行工艺的优化以加快掘进速度的主要工序是出矸、支护、打眼放炮。在这三个工序中，各个工序的进行并不是完全独立的。由于空间、时间和人员数量等各个方面的限制，各个工序存在着互相制约又相互联系的关系。如果施工的顺序、空间、时间、人员等因素不能进行协调将会大大的影响到岩石巷道的掘进速度。因此如果想要提高快速掘进时的速度，实现高效进行掘进，必须保证进行掘进作业时对三大工序的空间、时间、施工顺序以及人员的分配等进行合理调配。实现打眼、出矸、锚杆支护三道工序平行交叉作业。加强机电设备的保养以及维修工作也是非常重要的，只有保证了机电设备进行正常的运转，才能减少掘进的时间，提升掘进的速率。为了能够更好地进行快速掘进施工，可以成立一个施工准备小组，对零星工程进行施工，在巷道竣工以及进行设备撤出时还能够替换原有的掘进队，大大提高掘进施工的工作效率。

参考文献:

[1]芦志刚,高文蛟.煤矿大断面岩石巷道快速掘进技术研究[J].矿冶工程,2014(4).

[2]王九红.大断面岩石巷道快速掘进技术探析[J].内蒙古煤炭经济, 2014(5).