煤矿巷道快速掘进施工技术研究

李俊龙

摘 要：众所周知，我国是能源大国，为有效提高煤矿巷道掘进速度，以巷道地质条件情况为基础，分析了影响煤矿巷道快速掘进的因素，提出了一系列提高巷道掘进效率的措施，实际应用结果表明，通过应用这些措施有助于进一步提高巷道掘进效率，显著缓解日益紧张的采掘接替工作，更好地保障矿井正常生产。

关键词：煤矿巷道;快速掘进;施工技术

【中图分类号】X287  【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）18-0117-01

引言

中国的煤炭资源埋藏比较深，井工开采是煤炭开采的主要方式。井工开采时，需要开掘大量的巷道，有的巷道位于煤层中，将其称之为煤巷;有的巷道位于岩层中，将其称之为岩巷。对于煤巷，可以利用连续采煤机来实现快速掘进，这是因为煤体的强度较低;对于岩巷，采用连续采煤机很难实现巷道的快速掘进，这是因为岩石的强度大，破岩需要的时间较长。虽然大多数巷道是煤巷，但是，岩巷在煤矿开采中也是经常存在的。因此，实现岩巷的快速掘进，有助于进一步提高煤矿的生产效率。对于岩巷的掘进，多采用钻爆法和综合机械化掘进法，这两种方法有其各自的适用范围。由于钻爆法的原理相对简单，技术难度低，因此，本文重点分析机械化掘进方法，并提出一些实现岩巷快速掘进的方法。

1 快速掘进技术的应用要点

在矿山掘进开采中，只有保证截割、支护、运输、通风等工序的紧密衔接，才能达到快速掘进的施工要求，其应用要点如下所示：①掌握截割作业要点在矿山掘进作业流程中，截割是最为关键的环节，直接决定掘进开采效率的上限。通过持续循环进行截割作业，再辅以支护、运输等系统，完成矿山巷道掘进开采。为实现快速掘进，对于截割距离有一定的要求，以1至1.2米为宜，这样可达到矿体循环截割的目的。还需掌握截割作业的流程，要求矿体的切割与顶板支护紧密衔接，循环往复以实现快速掘进的目的，同时，对于截割机械要采取必要维护措施，降低接卸损耗，避免掘进过程间断。②综合运输实施要点，为使快速截割所产生的破碎矿体及时运出巷道，应当重视综合运输系统的应用，若运输不及时，很难保证矿山掘进效率。综合运输系统的构成有两大部分：一是矿体收集系统，主要是利用耙爪装载机，将掘进机切割的矿体收集并运至巷道运输设备上;二是中部运输系统，主要利用运输机将巷道内掘进开采产生的矿体运出。而且两者要紧密衔接，实现掘、输有效耦合，才不会对矿山掘进开采整体效率带来不利影响。③巷道支护作业要点，在矿山掘进安全保障体系中，支护技术有重要应用，通产采用锚杆支护技术，需要辅助以锚杆钻机设备，提高快速掘进中的巷道支护效率。同时，还要注意锚杆间距的控制，提高网片搭接实用效果，以高质量的支护作业保障巷道安全。此外，钻眼作业通常要求预先进行，实施超前支护，并保证液压支撑系统安全，提高支护系统整体稳定。

2 煤矿巷道快速掘进施工技术研究

2.1 提高掘进装备的水平，引进先进的科学技术

在影响掘进速度的众多因素中，掘进装备的水平是其中非常重要的一个因素。煤巷和半煤岩巷多采用悬臂式掘进机进行作业，然而这种掘进设备的支护方式采用的是气动式锚杆钻机或液压锚杆钻机，需要人工操作多项环节，工艺较为落后，低水平的掘进机使得掘进的速度受到了一定程度的限制，从而使得高产高效的作业无法实现。在地质状况可承受的范围内，可采用综合机械化程度更高的设备掘进煤巷、半煤岩巷。目前，作业中最常用到的两种掘进技术分别是巷道连续掘进技术和懸臂综合性掘进技术，这两种技术的运用令巷道快速掘进的速度提高了许多。在进行施工之前，施工管理人员可以将国外的一些领先的技术进行引进，吸取其精华，借鉴他们的实践经验，同时对支护、掘进、运输各环节进行实践研究，合理优化，提高单进水平。

2.2 气腿式凿岩机岩巷掘进

液压钻车的购置成本较高，而且对地质条件的适应性很差。很多煤矿多采用气腿式凿岩机，配备耙斗装岩机来进行岩巷掘进作业，其优势是：①实现了多个工序的平行作业，破岩的效率相对较高;②工艺比较成熟，对地质条件的适应性强，凿岩和打眼受掘进断面尺寸的影响较小;③破岩效率总体较高，在正常作业的情况下，掘进量为

30～40m3/h。

由于气腿式凿岩机的体积相对较小，在井下移动也相对容易。与气腿式凿岩机的技术优势相比，其缺陷也相当明显，主要体现在作业时自动化程度低，不能实现机械化装岩，工人的劳动强度大，掘进的安全性也相对较差。这限制了其掘进速度，导致其只适用于一些小断面岩巷的掘进。

2.3 改善爆破技术

据现有的情况来看，我国用于煤矿爆破的技术用的最为广泛的是浅孔爆破，这种技术存在着一定的弊端，例如工作效率不高、同样的工序，循环进度小。为了进一步提高巷道掘进的速度，在爆破技术方面就需要进行一定的改善，就浅孔爆破这种技术的缺陷进行改进，对孔径和孔深这两方面进行创新。中深、超深孔爆破，应是今后发展的方向，中深孔爆破技术主要用在露天矿山的开采中，可以针对不同的条件来选择相应的开采方式，例如正规台阶、轻型浅孔钻台阶、中深孔简易台阶等。中深孔爆破不仅能将浅孔爆破存在的问题解决掉，而且能够改善矿山的生产状况，拥有安全保障程度高、爆破周期长、开采能力大等优点。当然深孔凿岩设备，巷道周边眼控制巷道成型，也是急需解决的问题，上述问题解决后，岩巷掘进速度有望得到大幅提升。

结语

随着煤矿开采强度的增加，采掘接替紧张问题已经成为限制煤炭产量进一步提升的关键。要想缓解采掘接替紧张的问题，就要实现巷道的快速掘进。煤巷快速掘进问题已经解决了，但岩巷的快速掘进仍是难点。对于岩巷的掘进，多采用钻爆法和综合机械化掘进法，2种方法的适用范围不同。由于钻爆法的原理相对简单，技术难度低，因此，文中重点分析了机械化掘进法，并提出了一些实现岩巷快速掘进的方法。岩巷的掘进可以分为3种：①采用高效率的全液压钻机掘进岩巷。在地质构造等正常的情况下，巷道的月进尺可达到数千米。②中小型矿井采用气腿式凿岩机进行掘进，巷道的月进尺可以达到几十到百米左右。③大断面掘进采用综掘法，掘进速度快，安全性高，是岩巷快速掘进技术日后的发展方向。

参考文献

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