岩巷的快速掘进方法研究与应用

李占龙　杨永　张元鹏

摘要 煤炭作为国家经济发展的基础能源，在国家经济的快速发展的今天更离不开煤炭能源的支撑。为了节约矿井开采的成本，需要加快岩巷的掘进速度。在煤矿的开采过程中，岩巷掘进十分重要，岩巷掘进的工程量大、工期长、投资较多。本文首先分析了影响煤矿岩巷掘进速度的相关因素，重点论述快速掘进方法在煤矿岩巷中的应用。

关键词 快速掘进方法；煤矿；岩巷；应用

基于当前不断发展的经济与科技影响下，快速掘進方法在煤矿岩巷中的应用是一种发展方向和趋势，这不仅是因为快速掘进技术有着相应的现实指导作用，而且也是经济发展与社会进步要求。因此，对研究快速掘进方法在煤矿岩巷中的应用有着非常大的理论指导作用和现实意义。

1.岩巷掘进速度的影响因素分析

1.1掘进装置的滞后性

基于采掘技术的进步，煤矿装置制造技术也不断地发展。国内的采矿装置得以发展，然而相比于发达国家，依旧缺少较高的集成化与智能化水平，特别是体现在核心器件上。对于配置的煤矿掘进装置，一部分老化的矿井缩短了装置的维修期，经常性地出现故障也是制约施工工艺技术的一个关键要素。如果装置出现故障，那么会导致施工工艺间断，从而造成矿井误工的情况出现。除此之外，一部分配置新装置的煤矿企业由于不能够熟练地应用装置，因此阻碍了复杂地质状况下的煤矿采掘。

1.2施工工艺技术不够先进

由于掘进装置存在一些不足之处，因此造成施工工艺技术的滞后性。在掘进巷道的过程中，总作业时间当中支护的时间占据70%的比例。尽管业已将锚杆、锚喷、锚梁网等支护方式应用于半煤岩和煤层巷道当中，实现了支护作业的简化，可是在巷道掘进作业的过程中，支护跟掘进不是统一的，而这不利于掘进速度的进一步提升。

出渣环节和支护掘进的时间比较长，由于很多的矿井存在老化的情况，缺少充足的风钻风压，打眼的速度也不快，这会严重地制约下一个环节的进行，往往会导致一个班难以在相应的时间段中顺利地做完任务。

1.3作业人员素质低以及管理和组织不完善

当今国内的经济恰恰处在中高速的发展时期，不少煤矿管理人员仅仅注重短期的利益。对于采掘施工，常常在准备不够充分和组织不尽合理的情况下对煤层过于开采；在不少煤矿企业当中，作业人员常常没有进行过专门的培训，他们缺少丰富的经验和较高的业务水平，快速掘进技术往往使用比较精密的装置，如果作业人员不能够进行熟练地操作，会难以体现装置的作用，要么是会造成故障的出现，像是在一部分煤矿当中，相比较于气动凿岩机，液压凿岩机的故障出现次数比较多，进而降低了掘进装置的应用效率，最终难以提高掘进巷道的速度。

2.快速掘进方法在煤矿岩巷掘进中的应用

2.1掘进装置的改造和优化

采掘巷道的中心装置是掘进装置，其属于煤矿巷道采掘中非常重要的一种工具，并且也是制约掘进速度的一个关键性要素。装置的优劣会直接制约到施工的速度、采掘效率、施工的安全性。煤矿企业在对有关装置进行配置的时候，需要统一采掘工程，在掘进的时候应当持续地创新与优化掘进机存在的缺陷，持续地推动掘进技术的进步，从而实现掘进水平的提升。并且，应当搞好液压系统与电气系统的维护工作，从而尽最大程度地体现掘进装置的功能，保障装置运行的稳定性。像是对于坡度在15°以下、长度在500m以上的巷道施工过程中，一般需要对应用的岩巷掘进机进行下面的优化改造：1）对大功率除尘机进行添加，实现迎头作业条件的优化；2）改变垂直方向的履带槽为倾斜方向，且实现槽深度的增加，提高爬坡性能；3）将刮板链以皮带取代，避免出渣情况下的卡链。

2.2先进地质探测技术的应用

巷道掘进速度受到地质状况的影响，通常煤矿的采掘条件较为复杂，只有明确巷道的地质状况，才可以快速地掘进，为此，岩巷掘进中应用地质探测技术非常关键。应用先进的地质探测技术可以完整和准确地测量岩巷的地质信息，进而制定出合理与科学的掘进对策。应用先进的钻探、物探、巷探技术，可以有效地把握煤层的水文地质、岩层、构造等情况，可以降低与防止老空巷误揭煤、误透构造水、积水等现象。采用先进的地质探测技术，对岩巷中地质信息进行准确、完整的测量，从而制定出科学、合理的掘进方案。为了避免出现瓦斯爆炸和突水等故障的出现，需要制定科学的施工对策，从而提高施工效率与质量。

2.3中深孔爆破技术的应用

在掘进巷道中普遍地应用浅眼爆破方法，可是效率不高。炮眼深度的增加，可以使装料和掏槽等的作业时间减少，实现应用的爆破材料率的提升，以及增加循环尺度。中深孔爆破技术可以使耙斗装岩机的生产效率提升，因而在快速掘进中是非常关键的一种方式。特别是应用液压凿岩机跟大型钻眼台车的情况下，其炮眼质量高、打眼速度快和深度大，这奠定了广泛应用中深孔爆破技术的良好基础。爆破的效果受到延迟起爆时间、掏槽方式、炮眼深度、装药构造、光面爆破等参数的影响，因而会决定爆破的效果。对于中深孔爆破施工来讲，需要结合煤矿围岩的特性、钻眼用具、爆破效果等实际现状，制定科学的施工参数，从而实现爆破效率的提升。

2.4实现出矸系统的优化

掘进工艺技术涵盖掘进、支护、运输这几个重要环节，其中最费时间和繁重的是运输。为此，要想实现掘进的快速化，应当实现出矸系统的优化。矿车配合耙斗机是经常应用的出矸系统，其能够机械化地输送出矸。然而，也面临运岩环节难以平行作业、移动耙斗时间长、施工环节互相影响大等一些缺陷。应当结合煤矿的实际现状优化出矸系统，且注重监测装置的运行情况，确保其处在最为理想的运行状态当中。倘若将临时性的矸石仓增加在后路出矸系统当中，可以使供应矿车的等待时间与依靠时间减少，进而使后方装车、胶带机输送、耙斗机倒矸等一体化平行作业实现，从而实现出岩效率的提升。并且，实现了耙斗机前移时间的减少，最终可以获得更多掘进的时间。

2.5注重管理和组织施工过程

对作业人员秩序的科学管理与组织是确保煤矿事故安全与提高煤矿施工效率的基础。煤矿企业务必严格地执行安全生产的规程、法律。煤矿企业还需要认真地研究所有施工环节的潜力，且实现劳动管理和组织的合理性、科学性，注重一系列工序之间的循环性、协作性、衔接性，尽可能地进行多环节交叉平行作业。结合研究结论制作循环作业表，如果制定好了作业表，务必认真地根据作业表进行。并且，注重控制作业的整个过程，持续地健全质量保证系统。

3.结论

总而言之，巷道的快速掘进属于一项复杂化的工程，其涵盖一系列的要素，像是施工管理和组织、施工技术装置、施工安全等，其中的任何一个方面都会影响到掘进施工的进度。为此，煤矿企业务必综合各种对策实现掘进效率的提升，从而提高煤矿开采的效率和质量以及安全性。