煤矿岩巷快速掘进技术研究与应用

张 业

（冀中能源股份有限公司东庞矿，河北 邢台 054000）

0 前言

岩巷掘进技术是煤矿掘进中的重要技术，随着经济的快速发展对于煤炭的需求将会越来越多。相较于国外我国在岩巷掘进方面的技术仍有着较大的进步空间，在岩巷掘进中仍采用的是气动凿岩基与耙斗机装岩打眼，效率低、岩巷掘进速度慢，传统的岩巷掘进技术无法与现阶段紧张的采掘接替相适应。当前应当积极加强对于岩巷掘进技术的研究与应用，以此来保证工作面的接替。

1 煤矿岩巷掘进现状

岩巷掘进是煤矿生产中的重要一环，传统的岩巷掘进技术所采用的炮掘作业方式效率低、掘进速度慢。随着煤矿矿井开采深度的不断增加，井下地质环境越来越复杂，并且煤矿井下掘进技术和设施的局限性不利于煤矿井下的安全、高效的生产。随着新技术与新设备在岩巷掘进中的应用，现在以液压钻车、侧卸装岩机为主的岩巷掘进技术多应用于煤矿的岩巷掘进中，机械化掘进技术与设备的应用极大地减少了作业人数，大大提升了煤矿岩巷掘进效率。

2 快速岩巷掘进技术

2.1 爆破技术

光爆锚喷支护技术是一种在国内矿山和地下工程中应用较多的一种岩巷掘进技术，此技术在应用的过程中对于巷道周边围岩的破坏较小，从而有效地增强了掘进的安全性。此外，在应用光爆锚喷支护技术的过程中由于提高了机械化程度而极大地降低了人工作业的劳动强度。光面爆破将使用严谨的爆破参数，在爆破作业时通过合理地设计光爆的参数和起爆的顺序从而使得爆破完成后的岩石壁面整齐光滑。煤矿井下作业面临着复杂的地质情况，尤其是巷道过断层，岩层将使得掘进机的截齿磨损率大幅提高，并且掘进速度慢。在这一情况下多采用爆破的方式来提高掘进的速度。在采用光爆锚喷支护技术时爆破参数的选取与设定需要遵循以下几方面的原则：1）起爆顺序。爆破的主次顺序应当结合井下施工的实际情况来进行确定，一般巷道掘进为掏槽眼，辅助眼，周边眼依次起爆。2）爆破参数，光爆锚喷支护技术中各参数的选取与设定中，由于各参数之间将会产生相互影响，应根据各参数的特性来考虑所应对的使用区域。同时各参数的确定需要经过详细的计算避免仅靠经验来进行选取确定。经验可以用于主要的辅助参考而不能用作主要的参数。以炮孔装药量参数设计为例，该参数的选取中需要合理的选取，避免参数过大或是过小，由于岩石硬度的不同在该参数的确定上需要根据岩石的硬度进行合理的设计选取。

2.2 改善井下运输体系

在煤矿井下岩巷的快速掘进中需要积极做好井下运输体系的建设，用以提高岩石的排矸运输效率。传统的煤矿井下岩巷掘进技术中主要采用的是扒装机、绞车和电瓶车相结合的运输方式，上述这些运输工具效率较低且存在着较大的安全隐患。在现代岩巷掘进技术中井下煤炭输送主要以胶带运输机所构成的运输体系来加以实现。通过应用胶带运输机将使得运输效率与运输的安全性得到大幅的提升。

2.3 选用合理的岩巷掘进作业方式与作业设备

为做好煤矿井下快速掘进作业，需要合理地选择岩巷掘进设备，做好煤矿井下实际情况的分析，并在此基础上选取合适的侧卸装岩机、履带式液压钻车。ZCD60R是一种在煤矿掘进中应用较为普遍的一种侧卸装岩机，这款装岩机体积小，操作灵活，与耙岩机配合提高了出渣效率。CMJ17型液压钻车是煤矿井下岩巷掘进普遍使用的一种型号，其在作业的过程中主要采用双臂凿岩的作业方式，相较于一般的设备CMJ17型钻机打眼效率高，人工在操作过程中距离迎头远，并且装药时可以在双臂上搭设厚架板进行装药，此设备具有打眼效率高的特点，在巷道全高较高时可以一次成巷，提高了岩石巷道的掘进效率。在完成了煤矿岩巷掘进井下作业设备的选取后需要做好配套作业设备的选取，用以保证煤矿岩巷的快速掘进，提高生产效率。在煤矿井下岩巷快速掘进中需要积极做好后路出渣设备的应用，随着采掘深度的不断加深，后路运输系统逐渐烦琐，耙岩机装罐出渣有了一定的局限性，为了加快岩巷掘进速度，出渣成了制约性，可以在巷道中设立临时渣仓，临时渣仓作为中转可以大大提高出渣效率。

2.4 做好煤矿井下巷道支护

在进行煤矿井下岩巷的掘进作业中，为避免煤矿井下岩巷在挖掘作业中因围岩变形或是破碎而导致岩石掉落砸伤井下作业人员，需要在煤矿井下岩巷掘进的过程中及时进行支护。现今锚杆支护方式是应用于煤矿开采中的主要支护技术。锚杆支护其主要依靠的是锚入围岩内部的锚杆来改变岩巷周边围岩的受力，从而使得巷道周边的岩石更加紧凑、稳固，提高掘进作业的安全性，为煤矿井下岩巷的快速掘进打下良好的基础。锚杆支护技术与架棚支护技术相比在巷道支护中所使用的钢材、坑木等比较少，且在后期的维护和巷道的应力变化上都较少，能够极大地提高巷道掘进的安全性。此外，在应用锚杆支护技术时，质量较轻的锚杆将使得支护作业更加方便、高效，提高通风作业效率。锚杆支护技术在一次成巷施工和快速掘进中能够得到良好的应用。喷浆支护技术解决了巷道周边围岩风化和锚杆间裂缝岩石掉落对锚杆支护安全性的影响。

2.5 积极做好喷浆技术的应用

岩巷喷浆技术可以使巷道围岩避免风化，并且有一定的支护强度，为永久巷道在煤矿中的应用起到了关键作用，但是现阶段喷浆的作业环境差，喷浆粉尘大，对职工的健康不利，要积极发展对湿式喷浆的应用，即将水泥提前变成水泥浆料，使用液体速凝剂等措施，并且做好职工的防护工作。

2.6 实行平行交叉作业方式

为实现煤矿井下岩巷的快速掘进可以采用多工序平行交叉的掘进作业模式提高作业效率和作业时间。对煤矿井下岩巷高速掘进有着极为重要的推动作用。在煤矿井下岩巷掘进中可以实现工序平行交叉作业的工序主要有：钻眼和装岩、测量岩巷的中腰线和打眼等煤矿井下岩巷掘进的相关准备工序、钻眼和清理炮眼以及出渣和打锚准备等。在煤矿井下岩巷掘进作业中将多种工序进行平行交叉应用将有效地提高作业的效率。

3 结语

煤矿井下岩巷快速掘进作业将有助于解决煤矿采掘接替紧张。当前应当积极做好煤矿井下岩巷快速掘进技术的研究与应用，并加快对各类煤矿井下岩巷掘进设备的研究与应用，以技术、设备的更新升级来推动煤矿井下岩巷高速掘进作业安全、高效的进行。在煤矿井下岩巷高速掘进的过程中将会受到多种不同干扰因素的影响，应当结合煤矿井下的实际情况，合理地选择煤矿井下岩巷的掘进与支护方式，提高作业效率。