矿井施工开采掘进技术及工艺流程研究

李青山

（中天合创煤炭分公司葫芦素煤矿，内蒙古 鄂尔多斯 017000）

1 矿井施工工艺

当前矿产能源生产的发展已经成为矿产道路上比较完整的过程。其中，细节可分为数十种。另外，由于实际需求的不同，可以在同一类型的过程中使用不同的掘进设备。以下根据不同的掘进类型详细分析了不同的施工方法。

2 矿井内掘进成套设备及施工工艺分析

2.1 液压钻的钻孔

液压钻的钻孔操作与手动钻孔操作之间的区别主要体现在钻孔部分螺栓支架的设计上[1]。通过机械设备的连接完成的体力劳动所需的卸货完成，掘进效率低、劳动强度大，特别是在射线和承重结构上工作量极高。在液压钻机的钻孔过程中，主要通过液压钻机来满足爆破孔和部分螺栓支架的结构要求。与手动钻孔相比，液压钻的施工过程没有明显的不同。但是，液压钻代替了建造雷管和一些锚栓的手工作业[2]。除其他外，为了避免在钻孔过程中损坏液压钻，必须远离工作表面。等效手动钻孔方法，并且该过程也可以通过将矿体装载机+穿梭机+排雷中的矿井结合起来完成。液压钻机的钻孔过程的使用增加了钻孔过程的机械化并显著提高了钻孔设计的效率，同时有效地降低了劳动强度。

2.2 矿井内支撑施工

局部切割机在井内深部矿体处折断，旋转切割头的主要应用是工作面开采，由切割部分进行操作，使切割面通过石刀盘在切割后整体收集矿井内，然后进行转移。掘进机兼具破岩和矿体荷载功能，省去了直接进行手动液压钻孔所需的钻孔功能，使矿井内的掘进工作变得更加高效，被称为综合机械化施工。在此阶段，在矿井开采工程上经常使用大型机器掘进，逐渐取代了传统的掘进施工[3]。

2.2.1 矿井内使用的一般切割和挖掘

目前，普通掘进设备主要在国内矿产挖掘市场上使用，这主要是在矿井内硬度小于 f5 的条件下进行的。这些掘进机主要由一些主要的矿产设备制造商制造。由于截割性能不同，掘进机的型号分为 EBZ100，E-BZ160，EBZ132，EBZ200 等类别。

2.2.2 凿挖矿井掘进机

普通矿井施工主要用于地质条件良好、矿体硬度低的条件下，可实现高效的矿井工程施工。但是，对于许多缺陷，普通钻头设计困难，期望的效果以及资本投资大，因此需要使用 TBM才能起作用。其中，已开发出三一重工有限公司的 E-BZ200H 标准型重型硬木切碎机，适应空间更大，掘进效率更高。切削井下矿体的硬度为 f10，当矿体的硬度低于 f10时，这种类型的功能完全发挥掘进效应，而当它们超过 f10 时，必须实施必要的辅助阶梯式矿体硬度。

2.2.3 临时支撑

临时支撑过程的主要功能是及时保护井内顶部以避免遮篷，并确保永久支撑结构的安全。当前，许多矿井的掘进设计使用非常简单的临时支撑技术。需要单个液压支柱或前管进行临时支撑工作。该方法主要是手工完成，所用设备也比较简单，支撑效果不大，安全性低。在开发掘进机的支撑功能时，仍然没有成熟的技术，并且存在诸如跨度窄和进给量低等缺点。另外，在临时支撑过程中是一种不同的构造，即自我运动。该方法主要是通过张开掘进机的两侧来实现与掘进机的联合作业，可以按时辅助，辅助面积大。掘进施工和同时开采可以将煤矿掘进的效率提高到更高水平。但是，该技术仍处于开发阶段，尚未实际使用。

2.2.4 持续支撑

在此阶段的永久矿井内支撑中，大多数矿产单位由螺栓锚支撑，并且随着动手经验的积累，这种支撑技术正在逐渐成熟。然而，闩锁梁的设计方法仍然必须依靠液压杆或手持式气动装置来完成工作，并且该过程相对落后。营房建筑机械化的实现已成为国内外制采矿机生产企业研究的重要方向。其中，三一重工有限公司研究制造了用于机械化螺钉设计的锚固机。将两个锚定块插入钻头的切割部分，并通过调整锚定机的位置和角度以及切割部分的振动来完成相应的步骤。带动风的发展，机械化的基本实现，锚固的施工效率大大提高，但特别是对钻具有了整体性能的装置，新零件，还没有实现与其他钻具的协调和配合。在特定的构建过程中，功能的优化非常容易受到矿产运输路侧的影响，并且存在较大的空上距离。

2.2.5 运输

在矿井工程施工过程中，会将开采后的矿产资源进行运输，支撑运输方面，当前的矿产公司正在使用更多的运输方式，包括穿梭其中的小巴运输，矿车的运输以及传送带的连续运输。根据调查分析，有三种运输方式最为有效。第一个是掘进机，第二个输送机，三是带式输送机的组合输送。要针对实际情况，选择合理的运输方式，提高掘进效率。

2.2.6 除尘

修建井内施工通道时，经常会产生大量粉尘。另外，由于通风设备的限制，难以实现彻底的除尘，并且工程施工人员暴露于极高的空气污染中，并且严重损害了人员和设备的健康。因此，在开发驱动器功能时，有必要加强除尘功能的研究和改进除尘系统，以使矿井的施工环境效果最大化，达到理想的除尘效果。

2.3 连续采矿机

采矿设备的连续开采是一种高度机械化的施工方法，通过空柱开采工艺逐渐得到发展。在其掘进中，很少涉及人工，仅需通过机械设备的操作和维护来做挖掘任务，掘进效率就很高，进尺速度为 1000m/m。在矿用运输车道中，机械化应用通常为2bar ～ 3bar，而在行车道施工中，矿道的行车道之间的间隔距离通常为 25m，而每条距离约为 50m，则需要打开车道连接间隔，

从而为操纵和通风提供便利。在矿井内通道的建设过程中，现在是在矿井施工的建设中复制出来的，并在随后的横截面上与随后的木炭相连的是矿产运输单元，当以一定的数量复制时，矿产运输车速度很快，转换仍然被空运的矿产卡车转运，以确保矿山重新装填的连续性。装矿车的矿山破碎机完成后，完成矿山的破碎过程，然后通过皮带输送机进行繁殖，成功地运到了地面。采矿完成后，运矿车转载了原材料，还把矿机连接在返回位置，开始了新一轮的运输工作。当机器在行进的巷道中甚至到达某个位置时，即从空顶到达 10m ～ 15m 时，进行新的掘进工作。另一条矿井内的锚杆机保留在井下所掘进的内部，进行支撑工作。在此过程中，由负责运输的物料搬运车进行物料构造，修整并悬停叉车完成的矿井内清理工作。在采矿支柱中，所需的移动支架可以通过行走液压支架来操作。即使在对地质条件有很高要求的情况下，也要采矿，主要是在高于 10m 的空气中，小于10°的矿井内倾角，因此，尤其是在陕西，鄂尔多斯，采矿量较少在榆林地区使用的矿产资源。即使机器在施工中虽然受采掘的限制更大，但其机械化程度高，可以大大提高矿井掘进工作的效率。

2.4 掘进设备施工组织方式

正规循环作业。循环作业是在矿井工程掘进过程中，包括主要工序和辅助工序，为了组织矿井采矿施工。循环作业一般要以图表的形式表现出来，即是将一个循环各工序的工作持续时间，先后顺序以及相互衔接的关系，将周密的地形图以固定形式表现出来，使工作人员了解矿井下工程的各种信息。在规定的循环时间内，按照作业规程、爆破图表和循环表的规定，完成全部工序工序和工作量，取得语气的进度。多工序平行作业。为了使一个循环内的时间得到充分利用，将每个循环所耗用的时间压缩到最低限度。一个循环系统内能同时施工的工序，应尽量安装使其同时进行，实现矿井内多个工序平行作业。

3 结论

我国庞大的矿产资源总储量在世界首屈一指，但实际分布不均匀，不同地区的煤矿地质状况差异很大，因此需要不同的施工工艺和机械设备。在这种情况下，开发机械化成套设备已成为有效开采矿道路的重要支柱。掘进设备和施工技术的使用进一步增强了矿井开采工程的机械化程度，并显著提高了大范围掘进的效率，促进了我国经济社会的良好运行和发展。