基于煤礦施工中的快速掘進技術

張 權

（原平市石豹溝煤礦，山西 原平 034116）

1 實施快速掘進技術的必要性

我國巖巷技術的整體發展速度以及機械化進程的變化并不是特別明顯，在很多時候，巖巷的施工都處在安全生產條件比較差的環境之下，巖巷的掘進技術也很落后，已經嚴重地影響到煤礦的生產水平及經濟效益。巖巷掘進作為煤礦整體發展建設的一部分，在煤礦的安全生產中起著非常重要的作用。所以，做好對風險的防范，并依據實際的需要，將快速掘進技術在煤礦開采中進行廣泛的應用，是十分必要的。

2 影響煤礦巷道掘進速度的因素

2.1 掘進設備過于落后

煤礦開采已經有很長一段發展歷程了，如今相關挖掘工藝也日新月異，更加先進化、科學化。在全球發展的趨勢之下，我國在技術工藝與設備上也有了很大的發展與提升，不過就全球范圍內而言，一些發達國家的技術還是要領先我國的，我國煤礦挖掘工藝在集成、自動與智能上存在些許不足，而機械的關鍵元件更是欠缺火候。以上這些因素導致我國在煤礦開采上受到了一定的束縛，無法在復雜情況下熟練地進行開采工作。

2.2 施工工藝落后

因為掘進設備在某些方面具有局限性，致使施工的工藝比較落后。據統計，在巷道掘進的作業中，支護的時間在總作業時間中占70%，雖然已經在煤層和半煤巖的巷道中使用了錨梁網、錨噴、錨桿等支護的手段，簡化了支護作業。但是，在掘進巷道的作業中，掘進和支護是分離的，這是進一步提高掘進速度的最大障礙。掘進的支護及出碴工序所占的時間更長，因為大部分的礦井都有老化的現象，風鉆的風壓不夠，打眼的速度很慢，對進行下一個工序造成了嚴重影響，常常無法在規定時間之內完成任務。而且礦井的老化致使一些設備維修期偏短，頻繁發生故障也是影響施工工藝的一個重要原因。一旦設備發生故障，會使施工工藝缺乏連續性，導致井下有些人沒活干等誤工現象［1］。

2.3 地質條件復雜

掘進時的地質條件是指工作面的煤巖硬度、頂底板的穩定情況、層理發育情況、掘進面涌水量和瓦斯涌出量等。良好的地質條件能夠為快速掘進提供好的平臺，反之，復雜的地質條件會減慢挖掘速度，降低開采效率。

2.4 組織管理不完善及施工者素質不高

我國經濟在世界發展的大環境下正在逐步發展，在原煤銷售中已經出現供大于求的現象。許多煤礦的管理者只關注眼前的利益，在進行煤礦開采過程中忽視了操作的科學性、合理性，因此在沒有做足準備工作的情況下就進行采煤工作。此外，我國有很多煤礦工作者都存在素質較差的情況，加之缺乏相關工作經驗，對于煤炭開采的新工藝、新技術就無法及時、全面掌握，同時對煤炭開采機械功能并不熟悉，這都會導致掘進設備的使用率偏低，巷道的掘進速度不高［2］。

3 實現快速掘進的措施

3.1 先進的地質探測技術

在進行煤礦挖掘的工作時，開采環境往往都較為復雜，而工作性質的特殊性就導致井下環境對挖掘效率影響較大，所以掌握科學、先進的勘探設備能夠將開采效率提高，這種方法對于煤礦經營者來說具有重要意義。通過現行勘探設備的地質勘探能夠將礦井環境及時、清晰、完善地獲取，以此方便信息利用，為之后的開采工作提供預見性的措施。此外，勘探技術的完善更能夠加快開采工作的進行。關于煤礦地質情況的勘探有很多方式，如物、巷探測，或鉆探等。當采用這些探測方式后，就能夠清楚透徹地獲知煤礦環境，了解煤層地質水文情況，如此可以輕松減少煤層錯誤探測、錯誤探測滲透到構造水等現象的發生。還能夠有效預防突水事故和瓦斯事故，確保操作者的生命安全，達成文明安全生產的目的。操作者在進行煤炭挖掘前，應先探測礦區的地質，為了減少事故的發生概率，要在施工前根據預測信息制定相關預防與應急方案。開采企業必須根據相關施工圖進行嚴格把控與施工操作，當出現施工情況與圖紙不相符合的情況，必須及時把具體情況匯報于上級領導與有關部門。嚴格做到按圖施工是確保施工質量和效率的前提［3］。

3.2 改進掘進的設備

掘進的設備是巷道采掘的核心機械，在開采工作中起著至關重要的作用，此外更是提高挖掘速度的一個重要因素。設備的優劣會對施工的安全度、采掘的效率以及速度造成直接的影響。煤礦企業在配置相應的設備時，應當和采掘的工程相結合，進行煤炭開采操作時，務必要針對技術與設備的不足之處進行改革，提高技術水平，從而提升開采挖掘能力。同時不能忽視液壓與電氣體系維護工作，確保設備安全穩定地運作。

3.3 采用深孔爆破技術

在進行煤炭開挖操作時，采用全斷面一次性技術是最佳開挖方式，該技術能夠通過結合終深孔爆破方法，提高挖掘速度。在操作時，工作人員需控制爆破巖石量，令巖石量加大，嚴格把握打眼、裝巖的時間點，以此增加挖掘速度與效率，同時也能保證較高的施工質量標準。挖掘中進行直眼掏槽時，有關操作人員需預先將1～2支藥卷裝好，待發送爆破后再對殘留巖石進行相關處理。采用雙階契型的掏槽方式可以提高炮眼的利用效率，不過要求在操作時增大掏槽深度，既實現了快速掘進，又保證了爆破施工足夠充分。在進行巷道內施工時，炮眼的深度大小將成為挖掘工作的重要數據。在進行巖上打眼工作時，有關人員應根據實際情況合理采用大斷面進行施工，在預打眼位置正對面應預先設置3～4臺風鉆裝置，再綜合考慮機具、爆破效果、圍巖性質等因素，最終確定出炮眼的角度與深度，如此一來爆破的效果將提高，工作效率也有所提升，從而能夠實現加快挖掘進程的目的［4］。

3.4 優化出矸系統

煤炭掘進工藝主要包含了挖掘、支護與運輸三道工作，而最后一道工序——運輸也是其中最為復雜與困難的，它占據了整個操作過程的一大部分時間。在挖掘中可以通過提高出矸水平來減低施工人員的勞動強度，提高工作能力水平，從而提高挖掘的速度。在施工中可以通過在線中增加膠帶轉載機來實現運輸的自動化。在機械化操作中通過迎頭耙矸機的正常運作把矸石耙裝到皮帶機當中，然后通過皮帶機的正常運作將矸石帶到梭車中，而這一過程的實現是非常有效的，此后可以再通過梭車把矸石運到礦車內，最后，通過電機車的輔助實現矸石的機械化運輸。這種操作模式不僅簡單，而且反應迅速，可以實現快速高效的運輸操作，并且能夠保證出矸的質量。此外，皮帶機的代替可以很大程度上降低在運輸過程中的事故發生率。由于在巷道內的挖掘速度較快，因此在掘進過程中產生的迎頭矸石將會降低挖掘速度，而梭車裝置就恰好能夠解決這一難題。

3.5 加強施工組織管理

安全生產是煤礦企業經營要遵守的重要守則，是煤礦生產的首要大事。因此要求相關企業必須落實各級安監主管部門的安全生產法規及規程，施工、采礦和掘進都要在安全的前提下進行。同時，為了提高施工效率，避免施工事故，還要根據巷道施工設備與工藝的具體情況，編制完善施工組織設計，合理安排多道工序交叉進行。同時煤炭企業還需仔細分析施工工序，發掘工序潛能，同時結合科學合理的組織管理制度，實現工序交接間的協調性等，加強施工過程的有效管理，不斷地完善質量保證體系。另外，在重視組織管理制度的同時還應考慮交叉作業制度的完善，挖掘的機械水平、施工工作面等方面也應重視管理，從而實現整體掘進水平的提升。

4 結語

巷道快速掘進是一個系統的施工工程，它不僅包含了施工技術、操作機械與人員三大要素，還囊括了組織管理以及安全文明施工等影響因素，缺少任何一個環節，都會對掘進施工的進度造成不小的影響。因此，煤礦企業需采取多種措施來提高掘進的效率，實現安全快速的掘進，以解決我國目前對煤炭的大量需求。

［1］尹志猛，白博，杜鵬濤.煤巷快速掘進技術應用研究［J］.煤炭與化工，2013（10）：74－75.

［2］崔朋輝.堅硬巖巷機械化快速掘進技術在屯留礦的應用［J］.中州煤炭，2013（10）：58－60.

［3］劉汝江，劉森，吳新慶.煤礦采掘作業規程編制智能系統研究與應用［J］.中國礦業，2011（6）：120－122.

［4］盛振強.淺談巖巷快速掘進的幾點技術措施［J］.中小企業管理與科技（下旬刊），2010，36（12）：258－258.