巖巷的快速掘進方法研究與應用

李占龍　楊永　張元鵬

摘要 煤炭作為國家經濟發展的基礎能源，在國家經濟的快速發展的今天更離不開煤炭能源的支撐。為了節約礦井開采的成本，需要加快巖巷的掘進速度。在煤礦的開采過程中，巖巷掘進十分重要，巖巷掘進的工程量大、工期長、投資較多。本文首先分析了影響煤礦巖巷掘進速度的相關因素，重點論述快速掘進方法在煤礦巖巷中的應用。

關鍵詞 快速掘進方法；煤礦；巖巷；應用

基于當前不斷發展的經濟與科技影響下，快速掘進方法在煤礦巖巷中的應用是一種發展方向和趨勢，這不僅是因為快速掘進技術有著相應的現實指導作用，而且也是經濟發展與社會進步要求。因此，對研究快速掘進方法在煤礦巖巷中的應用有著非常大的理論指導作用和現實意義。

1.巖巷掘進速度的影響因素分析

1.1掘進裝置的滯后性

基于采掘技術的進步，煤礦裝置制造技術也不斷地發展。國內的采礦裝置得以發展，然而相比于發達國家，依舊缺少較高的集成化與智能化水平，特別是體現在核心器件上。對于配置的煤礦掘進裝置，一部分老化的礦井縮短了裝置的維修期，經常性地出現故障也是制約施工工藝技術的一個關鍵要素。如果裝置出現故障，那么會導致施工工藝間斷，從而造成礦井誤工的情況出現。除此之外，一部分配置新裝置的煤礦企業由于不能夠熟練地應用裝置，因此阻礙了復雜地質狀況下的煤礦采掘。

1.2施工工藝技術不夠先進

由于掘進裝置存在一些不足之處，因此造成施工工藝技術的滯后性。在掘進巷道的過程中，總作業時間當中支護的時間占據70%的比例。盡管業已將錨桿、錨噴、錨梁網等支護方式應用于半煤巖和煤層巷道當中，實現了支護作業的簡化，可是在巷道掘進作業的過程中，支護跟掘進不是統一的，而這不利于掘進速度的進一步提升。

出渣環節和支護掘進的時間比較長，由于很多的礦井存在老化的情況，缺少充足的風鉆風壓，打眼的速度也不快，這會嚴重地制約下一個環節的進行，往往會導致一個班難以在相應的時間段中順利地做完任務。

1.3作業人員素質低以及管理和組織不完善

當今國內的經濟恰恰處在中高速的發展時期，不少煤礦管理人員僅僅注重短期的利益。對于采掘施工，常常在準備不夠充分和組織不盡合理的情況下對煤層過于開采；在不少煤礦企業當中，作業人員常常沒有進行過專門的培訓，他們缺少豐富的經驗和較高的業務水平，快速掘進技術往往使用比較精密的裝置，如果作業人員不能夠進行熟練地操作，會難以體現裝置的作用，要么是會造成故障的出現，像是在一部分煤礦當中，相比較于氣動鑿巖機，液壓鑿巖機的故障出現次數比較多，進而降低了掘進裝置的應用效率，最終難以提高掘進巷道的速度。

2.快速掘進方法在煤礦巖巷掘進中的應用

2.1掘進裝置的改造和優化

采掘巷道的中心裝置是掘進裝置，其屬于煤礦巷道采掘中非常重要的一種工具，并且也是制約掘進速度的一個關鍵性要素。裝置的優劣會直接制約到施工的速度、采掘效率、施工的安全性。煤礦企業在對有關裝置進行配置的時候，需要統一采掘工程，在掘進的時候應當持續地創新與優化掘進機存在的缺陷，持續地推動掘進技術的進步，從而實現掘進水平的提升。并且，應當搞好液壓系統與電氣系統的維護工作，從而盡最大程度地體現掘進裝置的功能，保障裝置運行的穩定性。像是對于坡度在15°以下、長度在500m以上的巷道施工過程中，一般需要對應用的巖巷掘進機進行下面的優化改造：1）對大功率除塵機進行添加，實現迎頭作業條件的優化；2）改變垂直方向的履帶槽為傾斜方向，且實現槽深度的增加，提高爬坡性能；3）將刮板鏈以皮帶取代，避免出渣情況下的卡鏈。

2.2先進地質探測技術的應用

巷道掘進速度受到地質狀況的影響，通常煤礦的采掘條件較為復雜，只有明確巷道的地質狀況，才可以快速地掘進，為此，巖巷掘進中應用地質探測技術非常關鍵。應用先進的地質探測技術可以完整和準確地測量巖巷的地質信息，進而制定出合理與科學的掘進對策。應用先進的鉆探、物探、巷探技術，可以有效地把握煤層的水文地質、巖層、構造等情況，可以降低與防止老空巷誤揭煤、誤透構造水、積水等現象。采用先進的地質探測技術，對巖巷中地質信息進行準確、完整的測量，從而制定出科學、合理的掘進方案。為了避免出現瓦斯爆炸和突水等故障的出現，需要制定科學的施工對策，從而提高施工效率與質量。

2.3中深孔爆破技術的應用

在掘進巷道中普遍地應用淺眼爆破方法，可是效率不高。炮眼深度的增加，可以使裝料和掏槽等的作業時間減少，實現應用的爆破材料率的提升，以及增加循環尺度。中深孔爆破技術可以使耙斗裝巖機的生產效率提升，因而在快速掘進中是非常關鍵的一種方式。特別是應用液壓鑿巖機跟大型鉆眼臺車的情況下，其炮眼質量高、打眼速度快和深度大，這奠定了廣泛應用中深孔爆破技術的良好基礎。爆破的效果受到延遲起爆時間、掏槽方式、炮眼深度、裝藥構造、光面爆破等參數的影響，因而會決定爆破的效果。對于中深孔爆破施工來講，需要結合煤礦圍巖的特性、鉆眼用具、爆破效果等實際現狀，制定科學的施工參數，從而實現爆破效率的提升。

2.4實現出矸系統的優化

掘進工藝技術涵蓋掘進、支護、運輸這幾個重要環節，其中最費時間和繁重的是運輸。為此，要想實現掘進的快速化，應當實現出矸系統的優化。礦車配合耙斗機是經常應用的出矸系統，其能夠機械化地輸送出矸。然而，也面臨運巖環節難以平行作業、移動耙斗時間長、施工環節互相影響大等一些缺陷。應當結合煤礦的實際現狀優化出矸系統，且注重監測裝置的運行情況，確保其處在最為理想的運行狀態當中。倘若將臨時性的矸石倉增加在后路出矸系統當中，可以使供應礦車的等待時間與依靠時間減少，進而使后方裝車、膠帶機輸送、耙斗機倒矸等一體化平行作業實現，從而實現出巖效率的提升。并且，實現了耙斗機前移時間的減少，最終可以獲得更多掘進的時間。

2.5注重管理和組織施工過程

對作業人員秩序的科學管理與組織是確保煤礦事故安全與提高煤礦施工效率的基礎。煤礦企業務必嚴格地執行安全生產的規程、法律。煤礦企業還需要認真地研究所有施工環節的潛力，且實現勞動管理和組織的合理性、科學性，注重一系列工序之間的循環性、協作性、銜接性，盡可能地進行多環節交叉平行作業。結合研究結論制作循環作業表，如果制定好了作業表，務必認真地根據作業表進行。并且，注重控制作業的整個過程，持續地健全質量保證系統。

3.結論

總而言之，巷道的快速掘進屬于一項復雜化的工程，其涵蓋一系列的要素，像是施工管理和組織、施工技術裝置、施工安全等，其中的任何一個方面都會影響到掘進施工的進度。為此，煤礦企業務必綜合各種對策實現掘進效率的提升，從而提高煤礦開采的效率和質量以及安全性。