煤礦巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)研究

滕光華 田亮生

摘 要：近些年來出于保護(hù)國內(nèi)生態(tài)環(huán)境，建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，清潔能源的開發(fā)與利用得到了國家的重點(diǎn)扶持。但是當(dāng)前我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)與化工行業(yè)生產(chǎn)發(fā)展依舊離不開煤炭資源，甚至在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的推動下，市場對煤炭資源的需求量依舊呈現(xiàn)不斷上升的趨勢。必須要有更加先進(jìn)高效的快速掘進(jìn)技術(shù)、開采技術(shù)作為支持，才能夠保障市場的煤炭資源需求得到滿足。調(diào)查發(fā)現(xiàn)當(dāng)前煤炭企業(yè)應(yīng)用的井下巷道掘進(jìn)技術(shù)以快速掘進(jìn)技術(shù)為主，此次研究針對當(dāng)前快速掘進(jìn)技術(shù)的情況和提高掘進(jìn)效率的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行了研究，希望能為我國煤炭企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：煤礦巖巷;快速掘進(jìn);技術(shù)研究

一、當(dāng)前煤礦企業(yè)巖巷掘進(jìn)的情況總述

巖巷掘進(jìn)在煤礦的開采和生產(chǎn)中占有非常重要的地位，在過去一段時間里采用較多的巖巷掘進(jìn)方式是炮掘。這種掘進(jìn)方式效率低下、推進(jìn)速度極慢。隨著市場對煤炭資源需求的不斷上升以及礦井開發(fā)的不斷深入，巖巷掘進(jìn)需要面對的地質(zhì)環(huán)境情況復(fù)雜性大大提升，炮掘的巖巷掘進(jìn)方式不但難以應(yīng)對復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境，還有可能帶來極大的安全隱患。可以說井下掘進(jìn)技術(shù)與設(shè)備方面的缺陷成為了影響井下工作安全性與效率的關(guān)鍵性因素。當(dāng)前的巖巷掘進(jìn)中增添了更加先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，多種技術(shù)與設(shè)備都能夠有效的應(yīng)對煤礦巖巷掘進(jìn)需要面對的情況。先進(jìn)掘進(jìn)技術(shù)和機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用，減少了需要進(jìn)入井下人員的數(shù)量。不僅大幅度提升了煤礦巖巷掘進(jìn)的速度，還提高了煤礦井下工作的安全性。

二、煤礦巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)要點(diǎn)研究

（一）巖巷掘進(jìn)的爆破

調(diào)查國內(nèi)需要開展巖巷掘進(jìn)活動的行業(yè)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前被使用較多的是光爆錨噴支護(hù)技術(shù)，這一技術(shù)的優(yōu)勢在于使用過程中不會給巷道周圍的巖基帶來過多的破壞，大大的提升了巖巷掘進(jìn)的安全性，給工作人員的人身安全提供了更多的保障。不僅如此，光爆錨噴支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用可以說是巖巷掘進(jìn)活動重要的機(jī)械化轉(zhuǎn)變，有效的提升了工作效率的同時降低了勞動力方面的壓力。而開展光面爆破時，必須要在完全遵循爆破參數(shù)的基礎(chǔ)上開展。同時還需要強(qiáng)調(diào)爆破作業(yè)設(shè)計(jì)的合理性，科學(xué)合理的光爆參數(shù)與起爆順序是保證爆破后巖石表面整齊光滑的關(guān)鍵。煤礦的掘進(jìn)、開采過程中隨著進(jìn)程的推進(jìn)，井下地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜性將會大大提升。特別是部分巖巷道經(jīng)過巖層斷裂部分，在這一部分掘進(jìn)設(shè)備的磨損程度將會被大大提升，同時掘進(jìn)的進(jìn)程將會被延長。爆破技術(shù)的應(yīng)用能夠很好的應(yīng)對這一問題帶來的損耗和效率低下。但是需要特別注意，光爆錨噴支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用要嚴(yán)格遵循以下原則來選擇、設(shè)定爆破參數(shù)：首先是起爆的順序，這個順序應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合井下巷道及施工的具體情況，多數(shù)煤礦巷道可用的起爆順序都是掏槽眼、輔助眼、周邊眼。其次是爆破參數(shù)的設(shè)定，爆破參數(shù)的不同最終產(chǎn)生的結(jié)果可能大相徑庭，所以在設(shè)計(jì)爆破參數(shù)時必須要考慮到不同參數(shù)間可能產(chǎn)生的影響，以及參數(shù)特性與所應(yīng)用區(qū)域的適用程度。需要注意的是，參數(shù)的選擇可以借鑒經(jīng)驗(yàn)但不能依靠經(jīng)驗(yàn)，以確保爆破數(shù)據(jù)的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。

（二）井下運(yùn)輸體系

已有研究成果表明，煤礦井下運(yùn)輸體系是關(guān)系到井下巖巷掘進(jìn)效率的重要影響因素。換句話說如果煤礦企業(yè)能夠積極建設(shè)并完善井下運(yùn)輸體系，將會給井下巖巷掘進(jìn)作業(yè)的開展提供極大的助力。以往煤礦井下巖巷的掘進(jìn)多數(shù)使用耙裝機(jī)、電瓶車與絞車互相配合的運(yùn)輸系統(tǒng)。通過上述設(shè)備構(gòu)建的運(yùn)輸體系效率不盡人意，同屬給井下工作人員帶來了較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。先進(jìn)的巖巷掘進(jìn)技術(shù)采用了膠帶運(yùn)輸機(jī)構(gòu)建井下運(yùn)輸體系，運(yùn)輸?shù)男逝c安全性都得到了有效的提升，在一定程度上保障了巖巷掘進(jìn)的效率。

（三）掘進(jìn)方式與相關(guān)設(shè)備的選擇

煤礦的井下巷道快速掘進(jìn)活動想要保證作業(yè)質(zhì)量，其中關(guān)鍵的一點(diǎn)就是掘進(jìn)設(shè)備和方式的選擇，與實(shí)際情況適用較高的設(shè)備和方式能夠大大提升掘進(jìn)的效率。因此，煤礦企業(yè)開展井下巖巷掘進(jìn)工作之前，就必須要對井下的情況進(jìn)行全面細(xì)致的分析，確保選用設(shè)備的合理性。調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，巷道快速掘進(jìn)主要應(yīng)用設(shè)備有側(cè)卸裝巖機(jī)、液壓鉆車等，其中側(cè)卸裝巖機(jī)應(yīng)用相對廣泛的是ZCD60R。這幾設(shè)備的優(yōu)勢在于體型小巧、操作方面，配合耙?guī)r機(jī)能夠有效增強(qiáng)出渣的速度。而液壓鉆車被使用較多的則是CMJ17 型，這一型號液壓鉆車的優(yōu)勢在于通過雙臂鑿巖的方式開展作業(yè)，具有比通用鉆機(jī)更高的打眼效率。實(shí)際操作過程中皂搓人員與鉆頭保持一定的距離，還能夠借助設(shè)備的機(jī)械臂完成裝藥工作。尤其是在面對高度較高的巖巷時往往能夠一次成巷，在提升煤礦巖巷掘進(jìn)效率方面功不可沒。除了設(shè)備選取階段要保證合理性之外，與之配套的設(shè)備選擇也需要助力合理性與嚴(yán)謹(jǐn)性，雙管齊下才能夠充分保障煤礦井下巖巷掘進(jìn)的效率和質(zhì)量。后路出渣設(shè)備也是設(shè)備選擇階段需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容，當(dāng)開采、掘進(jìn)的進(jìn)程不斷推進(jìn)，運(yùn)輸?shù)拈L度也在不斷增加。耙?guī)r機(jī)的活動受到了一定程度的限制，此時想要繼續(xù)保持巖巷掘進(jìn)的速度，就必須要重視出渣的運(yùn)輸。較為有效的應(yīng)對方式是在巷道中增設(shè)渣倉，以此保障出渣效率的穩(wěn)定。

（四）井下巖巷支護(hù)

開展煤礦井下巖巷掘進(jìn)的過程中，巷道的掘進(jìn)可能會造成圍巖的形變，給后續(xù)的掘進(jìn)或開采工作帶來極大的安全風(fēng)險(xiǎn)。為避免出現(xiàn)安全事故，保證巖巷掘進(jìn)作業(yè)的順利開展，應(yīng)當(dāng)在掘進(jìn)的過程中及時增加支護(hù)。當(dāng)前煤礦開采過程中應(yīng)用廣泛的支護(hù)技術(shù)是錨桿支護(hù)，這種支護(hù)方式將錨桿插入圍巖中，實(shí)現(xiàn)調(diào)整巷道周邊圍巖受力的目標(biāo)，保持巷道周圍演示的緊致與穩(wěn)定，為掘進(jìn)工作的安全開展報(bào)價(jià)護(hù)航。區(qū)別于架棚支護(hù)的方式，錨桿支護(hù)方式能夠降低對鋼材和坑木的消耗，甚至能夠降低后續(xù)的維護(hù)壓力，長期保持巷道應(yīng)力的穩(wěn)定狀態(tài)。這樣一來煤礦巖巷的掘進(jìn)能夠更加安全、高效。另外，對于巷道支護(hù)而言，錨桿相對更輕的質(zhì)量降低了支護(hù)工作的工作量，同時在一定程度上提升了通風(fēng)作業(yè)的效率。除了錨桿支護(hù)技術(shù)之外，常見的還要噴漿支護(hù)方式，兩種支護(hù)方式配合使用能夠降低錨桿所在演示風(fēng)化或是巖石掉落對錨桿本身的不良影響。

（五）應(yīng)用平行交叉作業(yè)

提升煤礦井下巖巷掘進(jìn)的效率還可以借助多個環(huán)節(jié)平行交叉開展的方式，能夠有效的壓縮作業(yè)的時間，實(shí)現(xiàn)作業(yè)效率的提升?？梢赃M(jìn)行平行交叉的掘進(jìn)環(huán)節(jié)主要有鉆眼、裝巖、巖巷中腰線的測量、打眼、準(zhǔn)備工作、炮眼的開鉆與清理、出渣與打錨準(zhǔn)給工作。通過對上述工作的合理交叉能夠有效的提升作業(yè)效率，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)速度大幅度提升的目標(biāo)。

三、總結(jié)

綜上所述，社會建設(shè)與發(fā)展使得煤礦資源的需求居高不下，井下巖巷快速掘進(jìn)的研究與落實(shí)對于煤炭資源的開采有著積極的現(xiàn)實(shí)意義。影響井下巖巷掘進(jìn)效率的因素眾多，需要技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況靈活變通。此外還應(yīng)該借助支護(hù)作業(yè)的開展、高效運(yùn)輸體系的構(gòu)建、平行交叉作業(yè)方式的應(yīng)用、選擇合理的掘進(jìn)設(shè)備與技術(shù)以及嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計(jì)爆破參數(shù)等方面實(shí)現(xiàn)煤礦井下巖巷掘進(jìn)效率的有效提升。

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