煤礦巷道快速掘進施工技術研究

李俊龍

摘?要：眾所周知，我國是能源大國，為有效提高煤礦巷道掘進速度，以巷道地質條件情況為基礎，分析了影響煤礦巷道快速掘進的因素，提出了一系列提高巷道掘進效率的措施，實際應用結果表明，通過應用這些措施有助于進一步提高巷道掘進效率，顯著緩解日益緊張的采掘接替工作，更好地保障礦井正常生產(chǎn)。

關鍵詞：煤礦巷道;快速掘進;施工技術

【中圖分類號】X287??【文獻標識碼】A?【文章編號】1674-3733（2020）18-0117-01

引言

中國的煤炭資源埋藏比較深，井工開采是煤炭開采的主要方式。井工開采時，需要開掘大量的巷道，有的巷道位于煤層中，將其稱之為煤巷;有的巷道位于巖層中，將其稱之為巖巷。對于煤巷，可以利用連續(xù)采煤機來實現(xiàn)快速掘進，這是因為煤體的強度較低;對于巖巷，采用連續(xù)采煤機很難實現(xiàn)巷道的快速掘進，這是因為巖石的強度大，破巖需要的時間較長。雖然大多數(shù)巷道是煤巷，但是，巖巷在煤礦開采中也是經(jīng)常存在的。因此，實現(xiàn)巖巷的快速掘進，有助于進一步提高煤礦的生產(chǎn)效率。對于巖巷的掘進，多采用鉆爆法和綜合機械化掘進法，這兩種方法有其各自的適用范圍。由于鉆爆法的原理相對簡單，技術難度低，因此，本文重點分析機械化掘進方法，并提出一些實現(xiàn)巖巷快速掘進的方法。

1?快速掘進技術的應用要點

在礦山掘進開采中，只有保證截割、支護、運輸、通風等工序的緊密銜接，才能達到快速掘進的施工要求，其應用要點如下所示：①掌握截割作業(yè)要點在礦山掘進作業(yè)流程中，截割是最為關鍵的環(huán)節(jié)，直接決定掘進開采效率的上限。通過持續(xù)循環(huán)進行截割作業(yè)，再輔以支護、運輸?shù)认到y(tǒng)，完成礦山巷道掘進開采。為實現(xiàn)快速掘進，對于截割距離有一定的要求，以1至1.2米為宜，這樣可達到礦體循環(huán)截割的目的。還需掌握截割作業(yè)的流程，要求礦體的切割與頂板支護緊密銜接，循環(huán)往復以實現(xiàn)快速掘進的目的，同時，對于截割機械要采取必要維護措施，降低接卸損耗，避免掘進過程間斷。②綜合運輸實施要點，為使快速截割所產(chǎn)生的破碎礦體及時運出巷道，應當重視綜合運輸系統(tǒng)的應用，若運輸不及時，很難保證礦山掘進效率。綜合運輸系統(tǒng)的構成有兩大部分：一是礦體收集系統(tǒng)，主要是利用耙爪裝載機，將掘進機切割的礦體收集并運至巷道運輸設備上;二是中部運輸系統(tǒng)，主要利用運輸機將巷道內(nèi)掘進開采產(chǎn)生的礦體運出。而且兩者要緊密銜接，實現(xiàn)掘、輸有效耦合，才不會對礦山掘進開采整體效率帶來不利影響。③巷道支護作業(yè)要點，在礦山掘進安全保障體系中，支護技術有重要應用，通產(chǎn)采用錨桿支護技術，需要輔助以錨桿鉆機設備，提高快速掘進中的巷道支護效率。同時，還要注意錨桿間距的控制，提高網(wǎng)片搭接實用效果，以高質量的支護作業(yè)保障巷道安全。此外，鉆眼作業(yè)通常要求預先進行，實施超前支護，并保證液壓支撐系統(tǒng)安全，提高支護系統(tǒng)整體穩(wěn)定。

2?煤礦巷道快速掘進施工技術研究

2.1?提高掘進裝備的水平，引進先進的科學技術

在影響掘進速度的眾多因素中，掘進裝備的水平是其中非常重要的一個因素。煤巷和半煤巖巷多采用懸臂式掘進機進行作業(yè)，然而這種掘進設備的支護方式采用的是氣動式錨桿鉆機或液壓錨桿鉆機，需要人工操作多項環(huán)節(jié)，工藝較為落后，低水平的掘進機使得掘進的速度受到了一定程度的限制，從而使得高產(chǎn)高效的作業(yè)無法實現(xiàn)。在地質狀況可承受的范圍內(nèi)，可采用綜合機械化程度更高的設備掘進煤巷、半煤巖巷。目前，作業(yè)中最常用到的兩種掘進技術分別是巷道連續(xù)掘進技術和懸臂綜合性掘進技術，這兩種技術的運用令巷道快速掘進的速度提高了許多。在進行施工之前，施工管理人員可以將國外的一些領先的技術進行引進，吸取其精華，借鑒他們的實踐經(jīng)驗，同時對支護、掘進、運輸各環(huán)節(jié)進行實踐研究，合理優(yōu)化，提高單進水平。

2.2?氣腿式鑿巖機巖巷掘進

液壓鉆車的購置成本較高，而且對地質條件的適應性很差。很多煤礦多采用氣腿式鑿巖機，配備耙斗裝巖機來進行巖巷掘進作業(yè)，其優(yōu)勢是：①實現(xiàn)了多個工序的平行作業(yè)，破巖的效率相對較高;②工藝比較成熟，對地質條件的適應性強，鑿巖和打眼受掘進斷面尺寸的影響較小;③破巖效率總體較高，在正常作業(yè)的情況下，掘進量為

30～40m3/h。

由于氣腿式鑿巖機的體積相對較小，在井下移動也相對容易。與氣腿式鑿巖機的技術優(yōu)勢相比，其缺陷也相當明顯，主要體現(xiàn)在作業(yè)時自動化程度低，不能實現(xiàn)機械化裝巖，工人的勞動強度大，掘進的安全性也相對較差。這限制了其掘進速度，導致其只適用于一些小斷面巖巷的掘進。

2.3?改善爆破技術

據(jù)現(xiàn)有的情況來看，我國用于煤礦爆破的技術用的最為廣泛的是淺孔爆破，這種技術存在著一定的弊端，例如工作效率不高、同樣的工序，循環(huán)進度小。為了進一步提高巷道掘進的速度，在爆破技術方面就需要進行一定的改善，就淺孔爆破這種技術的缺陷進行改進，對孔徑和孔深這兩方面進行創(chuàng)新。中深、超深孔爆破，應是今后發(fā)展的方向，中深孔爆破技術主要用在露天礦山的開采中，可以針對不同的條件來選擇相應的開采方式，例如正規(guī)臺階、輕型淺孔鉆臺階、中深孔簡易臺階等。中深孔爆破不僅能將淺孔爆破存在的問題解決掉，而且能夠改善礦山的生產(chǎn)狀況，擁有安全保障程度高、爆破周期長、開采能力大等優(yōu)點。當然深孔鑿巖設備，巷道周邊眼控制巷道成型，也是急需解決的問題，上述問題解決后，巖巷掘進速度有望得到大幅提升。

結語

隨著煤礦開采強度的增加，采掘接替緊張問題已經(jīng)成為限制煤炭產(chǎn)量進一步提升的關鍵。要想緩解采掘接替緊張的問題，就要實現(xiàn)巷道的快速掘進。煤巷快速掘進問題已經(jīng)解決了，但巖巷的快速掘進仍是難點。對于巖巷的掘進，多采用鉆爆法和綜合機械化掘進法，2種方法的適用范圍不同。由于鉆爆法的原理相對簡單，技術難度低，因此，文中重點分析了機械化掘進法，并提出了一些實現(xiàn)巖巷快速掘進的方法。巖巷的掘進可以分為3種：①采用高效率的全液壓鉆機掘進巖巷。在地質構造等正常的情況下，巷道的月進尺可達到數(shù)千米。②中小型礦井采用氣腿式鑿巖機進行掘進，巷道的月進尺可以達到幾十到百米左右。③大斷面掘進采用綜掘法，掘進速度快，安全性高，是巖巷快速掘進技術日后的發(fā)展方向。

參考文獻

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