煤矿岩巷安全高效掘进技术发展之我见

王文杰

摘要：随着我国煤炭的需求越来越大，对煤炭的开采技术提出新的要求。但是在保证产量的背后面临的是我们的掘进技术发展缓慢，掘进进尺不能保证市场需求。目前，煤矿岩巷掘进技术主要有两种一是机械化程度较高的掘进机，另一种是钻眼爆破法进行掘进。接下来，笔者结合自身多年煤矿实际工作经验，阐述煤矿岩巷安全高效掘进技术现状和发展研究，希望能够给读者带去一些启发。

关键词：煤矿;岩巷;安全高效掘进;现状

引言

为了满足日益增长的民众和国家发展对能源的需求，煤炭的开采量正逐步加大。为了保证开采过程中的效率和施工的安全性，就要着重对开采的技术进行不断的提高和改善。当前阶段，我国的煤炭开采技术和装备经过长期的发展已经取得了一定成就。在掘进技术和设备方面，虽然我国目前的煤炭产值不够高，但依靠相对完善的煤矿岩巷掘进技术体系，依然能够获得不错的开采效率。但在现实情况中，煤矿中仍然存在着不合理利用开采技术的问题。这严重威胁了煤矿开采和掘进过程中的安全性和施工效率。为了避免落后的煤矿掘进技术和陈旧的掘进装备给生产过程带来安全隐患，需要对于这些问题集中的分析并给出相应的解决办法，确保煤矿开采的安全与效率。改变传统的煤矿开采方式，促进煤矿掘进技术的可持续发展。

1煤矿岩巷安全高效掘进技术概述

1.1岩巷掘进技术的种类划分

从传统意义上来说，根据矿井中煤矿掘进的方式，可将岩巷的掘进技术分为三个种类。第一种是煤巷掘进，在这一过程中，主要是通过煤矿进行回采而控制煤层的支撑能力，防止因为煤层的结构能力过弱而导致支撑力不足，从而造成煤炭的坍塌和各类生产安全事故。在目前的煤矿掘进技术中，使用煤巷掘进的占比是几种方法中最高的，也是最常见的。其次是岩巷的掘进技术，其根本目的是为了避免传统煤炭回采的安全性问题，为煤矿的开采过程提供更加丰富的空间和安全性。最后一种是混合式掘进技术，这种方式是多种煤矿掘进技术的组合使用方式，它的掘进过程相对比较复杂。不能像传统的岩巷掘进技术施工中，只考虑岩巷的结构稳定性，也不能为了获得更高的煤矿开采效率而进行大量的煤矿回采。需要在混合掘进的过程中，时刻注意将煤炭和岩层进行分离，保证煤矿开采的质量。

1.2岩巷掘进方法的分类

关于岩巷掘进的方法分类，同样也有三种。首先是综合机械式的掘进方式，顾名思义，这种掘进的技术，主要依靠大型的机械设备在煤矿内部进行高效率的掘进施工，其操作成本较大，通常只适用于我国一些大型煤矿的集中开采当中。其次是掘锚式的掘进方式，在掘进过程中使用稍微简化的悬臂式掘进机对煤矿的巷道进行掘进，并且在推进过程中同时进行着大量的掘进支护操作，保证煤矿巷道的结构稳定性。最后是连续型的一体化流水线掘进方式，这种方式通过大量的机械装置和人工的协同配合，不断完成交叉换位施工。使用连续采煤机在巷道内持续的掘进，施工人员需要不断的交换岗位，以流水线的方式完成岩巷的掘进工作。

2煤矿巷道支护技术的一些要点及其管理措施

2.1煤矿巷道锚杆支护技术

对于煤矿开采来讲，应用非常普遍的就是煤矿巷道的锚杆支护技术，这是实现煤矿产量大大提升非常关键的一个要素。锚杆支护重点是有效地控制锚固区变形的裂缝以及围岩的离层，在进行支护施工的时候，应尽可能地确保锚固区的围岩受到相应的压力，进而使拉伸围岩的程度最大程度地降低，从而使围岩受到破坏或者是变形的情况大大地减少。针对支护质量而言，锚杆支护系统的刚度非常重要，而施工的时候会受到固定预应力的决定性影响作用，其需要根據煤矿巷道围岩的现状来固定预应力，这样做的目的是为了确保围岩在高预应力的基础上具备比较高的强度。对于锚杆支护技术的应用，需要选择预应力较高的强力锚杆来执行支护策略，从而保障进行支护的时候很好地消除或者是消减围岩应力破坏、围岩变形的现象。制约支护效果的另外一个关键性要素是扩散锚杆预应力，因为一根锚杆具备的预应力比较小，所以应当认真地选择和确定涉及到的金属网、托板、钢带等支护体系结构，应有效地统一钢带、托板、金属网等结构，结合其他构件确保更远地扩散锚杆预应力。鉴于此，在预应力支护系统中，这一系列的金属构件不可或缺。除此之外，对于锚杆支护技术的应用，不但对锚固范围围岩滑动变形的现状进行有效的控制，而且需要以此作为前提条件，结合锚杆具备的加固作用的发挥，从而确保围岩岩体具备完善与可靠的结构。

2.2炮孔直径

要想提高爆破掘进进尺首先必须要对炮孔的直径进行优化，在优化过程中施工人员要先对煤矿岩体结构和岩层分布做一个详细了解和分析，根据岩体的实际情况确定合理的炮孔直径。理论上炮孔的直径增加有利于炮药卷的直径，提高爆破的稳定性和安全性，提升爆破质量和速度。但是，如果炮眼直径过长，会对炮孔的分布和数量造成一定的影响，间接影响到爆破质量，降低掘进速度。因此，在对炮孔直径优化的过程中，需要保证药卷直径前提下，科学合理的减小炮孔直径，最大程度上降低不耦合系数。从而提高爆破质量，提高掘进进尺。但是从另一个方面来看，如果炮孔的直径过小，在钻眼的过程中会在钻眼中遗留岩渣，直接会影响到装药量，对掘进工作也会产生影响。因此，为了保证掘进工作的顺利进行，通常情况下保证炮孔直径在32-45mm之间最好，同时根据笔者的经验钻头直径每减小1mm，钻机钻速会提高3%，掘进速度也会大大增进。

2.3重型煤矿巷道掘进机

重型的煤矿巷道掘进机对于我国来说一直是一个困境般的存在，从过去的单纯引进，到引进后的详细研究和实践探索，再到现阶段的自主创新，我国在煤炭开采巷道掘进方面的大型机械研发程度已经取得了一定的进展。这也是综掘法实践取得的有效成果之一。当前已经实现国产化的EBJ-120tp型巷道掘进机已经具备完全自主知识产权，并且能够在煤矿的巷道掘进中充分的发挥其安全、稳定的性能。在很长一段时期内，重型的煤矿巷道掘进设备一直是我国煤矿掘进技术发展的主要限制因素。而伴随多年来我国科技实力的快速发展，现在的机械自动化领域技术已经运用在煤矿巷道掘进当中。大型掘进设备的零部件制造和核心技术都已经实现国产化，使其使用寿命和使用效率都得到了一定保证。

结语

为了获得更加高效的煤矿开采效率和更好的煤矿资源质量，对于煤矿企业在煤矿开采过程中所使用的掘进技术，要有针对性的进行加强和优化，努力构建完善的煤矿掘进和支护体系。由于煤矿开采的工作量会直接影响到煤矿掘进的工作强度，为了有效保证掘进技术和工作量之间的平衡，需要煤矿企业格外关注这两点之间存在的矛盾，建立平衡的质量、效率间的关系。对于煤矿巷道掘进技术，不断进行探索和研究，加大创新力度，使煤炭开采掘进技术时刻保持足够的先进行，使其在实际的开采作业当中发挥出优秀的专业技能水平，并通过其他一些高性能的切割技术和相关切割设备的提高和研发，多方面的保障煤矿巷道掘进技术的可持续发展。

参考文献：

[1] 杨仁树.我国煤矿岩巷安全高效掘进技术现状与展望[J].煤炭科学技术，2013，41（9）：18-23.

[2] 郭孝先，李耀武.新时期煤矿岩巷掘进机械化的发展方向[J].凿岩机械气动工具，2013（01）：13-24

（作者单位：冀中能源峰峰集团大淑村矿开拓区）