浅析煤矿掘进的关键技术及影响因素

摘 要：鹤岗煤炭资源的储备条件相对比较恶劣，在开采中会存在很大问题，煤层的厚度一般变化比较大，从零点几米到几十米不等，因此，必须开掘出来很多条煤岩巷道，煤矿巷道掘进是一个系统工程， 本文首先介绍了煤矿巷道掘进方式分类，然后分析了煤矿巷道掘进施工的影响因素，最后探讨了煤矿巷道掘进施工的关键技术。

关键词：煤矿巷道；掘进施工；方式分类；影响因素；关键技术

1.引言巷道在掘进过程中的影响因素较多，在这其中既包含人（施工者和管理者）、技术装备、生产技术以及管理、安全、技术革新的影响等诸多因素所构成的综合复杂体系，接下来主要从这几方面来介绍。

2. 煤矿巷道掘进方式分类

2.1综合机械化掘进

煤矿巷道综合机械化掘进方式是一个复杂的系统，它通常是由悬臂式掘进机、输送机、钻机、通风设备及供电设备等组成的。其中最关键的设备是悬臂式掘进机，其质量和性能对整个掘进施工的效率以及质量有着极大的影响。

2.2掘锚一体化掘进

建立在锚杆支护技术之上的掘锚一体化设备是一种高效的煤矿巷道掘进设备，它通过将掘进施工与巷道支护有机结合，大大减少了整个巷道掘进工程的施工时间，这对煤矿巷道快速掘进施工技术的发展具有重要的意义。

3.煤矿巷道掘进施工的影响因素

3.1人的因素

人的因素在掘进过程中很重要，主要包括施工人员因素、组织管理因素、设备技术因素。

3.1.1施工人员因素

操作人员因素往往出现的常见人员问题是：操作人员文化水平、素质较差或操作过程不认真、粗心大意或者是对整个生产流程以及设备的性能不够了解不够熟练等。这些都直接影响煤炭开采的进度，无法提高工作效率。因此，在施工前要进行人员培训，在施工中要进行人员的合理支配，确保煤炭开采的顺利进行；管理人员因素的文化素质、组织能力、管理能力等方面各不相同，往往造成管理混乱，不能把各项工作衔接的恰当，造成掘进质量、进度不能达到预期目的。

3.1.2管理组织因素

（1）现场管理制度

健全和坚持以岗位责任制为中心的各项管理制度，是施工技术措施、施工设备和施工组织得以顺利实施的保证，是加快施工速度、降低生产成本、保证施工质量和安全的基础。

（2）合理的施工方法

对于巷道掘进，采取一次性开挖成型或多次开挖成型方式，根据围岩情况进行超前支护或初期支护，必要地段加强支护，以保证安全。在支护过程中，改善施工艺，如采用湿喷工艺、发挥围岩自承能力的锚杆支护等，既减少工人劳动强度，又改善施工环境。

3.2施工机械设备及生产技术因素

钻眼、爆破与装运是巷道施工中主要工序，而钻眼与装运设备的合理选择及使用将直接决定巷道掘进速度。

3.2.1钻眼

当前巷道掘进普遍使用的仍是气腿凿岩机，由于气腿凿岩机输出功率小，钻速低，所钻炮孔深度浅，要想提高工作面钻孔速度，就得多机作业，但掘进工效仍无法提高。而国外在大断面巷道中已基本采用盾构机或TBM掘进机，小断面内均采用鑿岩台车，使得钻孔时由更换钎杆、定位、开孔钻孔、返回钎杆均全部自动化控制。由于全断面掘进机掘进速度快，成本低，工效高，巷道掘进质量好，又安全可靠，所以其势必将取代其他凿岩设备。

3.2.2装运

装岩工序在平巷掘进中占整个循环时间的30～50%，多数采用连续作业的蟹爪式或立爪式装载机与皮带转载机和矿车配套，或采用的无轨铲运机出碴或与大吨位自卸汽车配套出碴，其可把掘进工效提高1～2倍，采准时间缩短75～80%。

3.3自然因素

在煤炭开采中会遇到的情况有地下水突然的冒出、高温的地表、高压力的围岩、各种气体等自然的因素，都会严重的危害到施工人员的人身安全，虽然现在科技比较发达，有各种各样的检测手段，但是在发现相关自然因素或者突发事件时，都势必会影响施工的进度。

4.煤矿巷道掘进施工关键技术

4.1优化运输系统

为了杜绝提升运输的不安全因素，采用胶带输送机运输，胶带输送机与同能力较大的绞车相比具有更多的优点：一是胶带运行可靠。二是便于维护，采用集中控制，人员较少。三是钢材、配件、电力消耗少。四是胶带上层可运矸，下层可以运料。这样不仅实现了岩巷矸石的连续运输，而且降低了个人运送物料的劳动强度，杜绝了运输事故的发生。

4.2锚杆支护技术

与架棚支护相比，锚杆支护有很多优点：比如节约坑木和钢材；降低支架成本；掘进断面小；巷道变形小；维护费用低；工作安全；锚杆轻便，可以减轻工人的劳动强度；可以减少通风阻力；有利于一次成巷施工和加快掘进速度；使用范广，适应性强。但是锚杆不能预防围岩风化，不能完全防止锚杆与锚杆之间裂隙岩石的剥落。因此，应配合其他的支护方式，如锚喷支护。锚喷支护技术是近年来发展速度最快，适用范围最广，技术经济效果最明显的技术。锚喷支护从稳定的岩石巷道到松软破碎带内的巷道、从静压巷道到动压巷道、从采区上山到回采巷道都得到普遍应用。

4.3掘进工作面的通风和防尘

4.3.1通风

在进行巷道掘进施工的过程中，掘进工作面通风工作的好坏直接影响着煤矿生产的安全性。目前，常用的掘进工作面通风是利用通风机进行通风。在进行通风机的选择时，应根据通风机所需要的工作分压和工作风量进行选择，最常用的是压入式通风机，在选择通风机的同时还要考虑到如何选择合适的掘进通风风筒，风筒的直径应该能够保证最大通风长度供风的要求，在此基础之上，要尽量选择直径较大的风筒，风筒出口到掘进工作面的距离应保持在5m以内，以此降低风阻，避免产生涡流的情况，减少漏风，保证巷道的通风顺畅。在进行巷道掘进施工的整个过程中，必须让巷道一直保持良好的通风状态。

4.3.2防尘

在掘进施工的过程中，粉尘主要产生原因是煤岩受到摩擦及压碎、煤块掉落与机器设备和地面产生碰撞及工作面沉积的粉尘在通风过程中被扬起到空气中所形成的粉尘，常用的除尘方式是长短抽通风除尘，在实际施工的过程中应该结合施工现场的实际条件，选择适宜的一种或者多种结合的除尘方式来除尘。除了采取除尘措施外，在施工的过程中，应加强对空气中粉尘浓度的检测工作并要求施工人员做好个人防护工作，这样能够有效减少掘进工作面的粉尘，这对保证煤矿的安全高效生产具有重要意义。

4.4光面爆破技术

目前，煤矿巷道掘进施工中均采用光面爆破技术进行爆破施工。光面爆破主要包括轮廓线光爆法、预裂光爆法及修边光爆法三种爆破方式。炮眼需要布置带煤矿巷道的轮廓线上，眼的间距与装药量必须要结合围岩的实际情况进行初步选择，然后通过试验最终确定。现阶段光面爆破施工大多采用浅孔爆破，为了提高进深尺寸，可以适当加大炮眼的深度和直径，采用中深孔进行爆破技术，提高施工进度。

结语：煤矿巷道掘进施工是非常复杂的，涉及的影响因素很多，不仅受制于施工地带的地质条件，同时与掘进设备及施工技术水平、生产工序等，也具有非常密切的相关性。因此，应当不断加强对煤矿巷道掘进施工技术的改进与创新，提高掘进巷道施工技术。

参考文献：

[1]高云峰，江小军.浅谈我国煤矿巷道掘进装备技术[J].煤炭工程，2013（10）.

[2]庞言民.煤矿巷道掘进施工组织实施探讨[J].时代报告（学术版），2015（7）.

作者简介：

郭长久，男，1984年12月出生 ，工程师， 2008年毕业于黑龙江科技学院 采矿工程专业 。现工作于龙煤鹤岗公司振兴煤矿 ，主要从事矿井采掘技术工作和安全管理工作。