大采高大断面切眼巷道快速掘进技术及应用

孟祥东

摘要：针对于大采高和大断面的切眼巷道的快速掘进技术进行分析和讨论，在技术实施的过程中，不但需要注意结合具体的施工环节和项目，关注掘进施工的质量和执行效果，更要通过对掘进工作进行中的问题进行分析，提出相应的优化方案。本文主要在大采高和大断面的背景下研究切眼形式的巷道在掘进操作时的技术有效应用。

关键词：大采高；大断面；切眼巷道；快速掘进技术；应用分析

快速掘进技术是矿井开采工作中的一项非常关键的技术类型。从技术层面的角度分析，快速掘进技术要想达到理想的实施效果，则其中的锚杆支护技术起着非常关键的作用。只有根据矿井开采的具体环境和要求，采取适当的方法实施矿井开采，才能达到相应的开采要求。

一、掘进技术实施的影响因素

据有关研究表明，实施掘进技术开展矿井的开采工作，会受到多方面因素的影响。主要包括以下几个层面。第一，开采巷道自身的性质，第二，开采矿井周边的地质条件和瓦斯赋存条件，第三，矿井周围的覆岩结构与条件，第四，矿井施工的主要应用工艺，第五，矿井施工项目的整体组织与管理。可见，掘进技术的实施与多方面的因素都有密切的关系。在施工前期决定采取何种掘进施工技术开展工作时，都需要综合考虑以上各方面的影响因素，从而保障施工的有效开展。

二、巷道掘进方式的分析

基于掘进技术的实施易受到多方面因素的影响，相应的掘进方法和模式也存在着相应的差别。目前已有的掘进方式包括了爆破掘进、综合掘进以及在先进的机械设备的辅助下开展掘进工作[1]。不同的掘进方法所能够取得的掘进效果不但有差别，掘进的效果也会受到相应的影响。本文探讨的大采高与大断面环境的切眼巷道，在现阶段的矿井掘进技术研究中仍然属于比较少见的技术类型。这也是本文开展研究的主要目的和意义。

三、大采高、大断面的分析

（一）大采高内涵分析

大采高，从性质上来说，属于一种先进的采煤技术，现阶段这种采煤技术具有一定的先进性，是近几年才开始提出的一种新型的采煤技术，这种技术的应用需要借助专业机械设备，且技术实施的难度也相对较大，但是这种采煤技术的应用可以实现对煤层厚度较厚的煤层一次性成功采煤。在开展中，其应用的是全厚度最高可达6m的长臂采煤方式[2]。从另一个角度分析，这种采煤技术虽然在实际采煤效果和效率上都能实现一定的提升，但实际工作中会受到工作面的稳定性以及煤层倾角的影响。通常应用综采工艺进行施工。

（二）大断面内涵分析

所谓的大断面，实际上是根据矿井的断面情况对其进行认定的一种断面判断标准。当开挖断面超过一定的面积，则可被认定为大断面。这种断面情况在开挖时存在受力方面的问题，在大断面的判别标准方面，目前多是以国际隧道协会的判断标准进行判别的。

四、基于切眼巷道快速掘进技术的优化研究

（一）通过掘进设备的更新应用实现优化

上文已经提到，大采高、大断面的掘进技术实施，需要应用先进的掘进设备。为了取得更好的快速掘进效果，可以从设备的角度入手实现技术的优化。在设备的更新方面，主要是指支护装备的更新，而现阶段主要应用的支护设备是风动锚杆钻机以及风动手持锚头，出于提高应用效果的目的，可更换为液压钻车以及机械钻孔进行应用[3]。这种设备类型不仅能够在钻进效率上实现提升，同时也能够保证钻进施工的精确度。另外，在支护锚杆的应用方面，可更换适用于大采高、大断面的巷道锚杆支护技术，并通过施工工艺的优化保证掘进施工的连续性。另外，关于锚索的支护工作，也应当尽可能保证其实现自动化和机械化的作业模式。经研究和观察发现，当支护和掘进施工的效率得到了提升，则意味着施工环节的推进效率较之传统的施工方法可获得将近一半的速度的提升。另外，关于液压钻车机械化程度的提升，主要体现在钻侧启动和施工应用的便捷性上，随着液压钻车的机械化程度的提升，不仅钻车设备自身的工作效率提升得到了保障，同时，打眼操作、锚杆锚索的安装操作以及锚杆的锁紧和预紧力保障，都能够得到同步的提升，这就使得锚杆钻打孔的位置、深度、孔径以及锚杆安装操作的技术水平和质量都能够得到保障。最后，锚杆钻机作为掘进施工中非常重要的一种机械设备类型。其自身重量小、体积小，能够适应大断面巷道的施工环境需求。

（二）关于技术指标的优化

在掘进巷道的施工中，技术参数指标包括了支护环节的效率和工时、割煤工序的效率和工时以及运输系统自身因素对工时的影响。在这些因素中，支护施工的开展速度对整个掘进施工的效率会产生非常显著的影响，因此，在技术指标进行优化时，应当将支护模式的优化以及支护装备的进一步优化作为参数优化的主要方向。注意一切优化工作的开展前提是确保巷道施工的安全和稳定。

（三）关于整体施工组织方式的优化

对于巷道掘进施工来讲，其不仅有很高的专业性要求，在施工中也需要通过科学的施工组织优化来提高整个工程的实施效率和质量，对于巷道掘进施工技术的实施与组织而言，承担这方面工作的主要部门和环节是检修部门。因此，在生产组织优化的工作中，需要其做好现骨干的输送机械设备的准备，并对煤矿资源的运输环节的工作通过有效的组织保证其稳定有序的开展[4]。另外，在施工时间的安排方面，可以考虑将正规循环时间中的时间分配，加入掘进和支护巷道施工的部分内容，至于其他方面的施工工序，也应当平行安排在这一时间段内同步完成，实现作业方式的綜合性实施效果，同时，实现作业效率的提升。

五、大采高、大断面护环境下快速掘进技术的发展前景

通过本文的分析可知，在大采高、大断面的环境下，矿井开采的快速掘进技术需要通过设备、技术、组织方式、参数调整等多方面的同步优化来实现。从未来发展的角度分析，要想保证这种技术的应用持续而稳定，就需要项目实施人员从技术层面上、人员技术水平上以及宏观的施工组织和开展上不断地提升层次水平，达到优化效果。

六、结束语

总而言之，在现如今大采高、大断面广泛应用的背景下，巷道掘进施工技术的具体应用，是一个复杂系统的操作和实现过程，施工人员应当结合具体的工程项目的实际情况，通过全面提升技术实施质量和效果来促进这种先进的掘进技术的有效落实。

参考文献：

[1]梁向军.综采工作面切眼大断面一次成巷快速掘进技术应用[J].山东煤炭科技，2016（3）：24-26.

[2]乔成成.煤矿工作面切眼快速掘进的实践和经验[J].化工管理，2015（20）：209-209.

[3]曹剑锋，CAOJianfeng.刍议大断面岩石巷道快速掘进技术[J].能源与节能，2016（7）：28-29.

[4]邵辉辉，王子祥，凌仁忠.大断面富水软岩巷道快速掘进技术实践研究[J].内蒙古煤炭经济，2016（12）：21-22.

（作者单位：河南平宝煤业有限公司）