煤礦巖巷快速掘進技術研究與應用

張 業

（冀中能源股份有限公司東龐礦，河北 邢臺 054000）

0 前言

巖巷掘進技術是煤礦掘進中的重要技術，隨著經濟的快速發展對于煤炭的需求將會越來越多。相較于國外我國在巖巷掘進方面的技術仍有著較大的進步空間，在巖巷掘進中仍采用的是氣動鑿巖基與耙斗機裝巖打眼，效率低、巖巷掘進速度慢，傳統的巖巷掘進技術無法與現階段緊張的采掘接替相適應。當前應當積極加強對于巖巷掘進技術的研究與應用，以此來保證工作面的接替。

1 煤礦巖巷掘進現狀

巖巷掘進是煤礦生產中的重要一環，傳統的巖巷掘進技術所采用的炮掘作業方式效率低、掘進速度慢。隨著煤礦礦井開采深度的不斷增加，井下地質環境越來越復雜，并且煤礦井下掘進技術和設施的局限性不利于煤礦井下的安全、高效的生產。隨著新技術與新設備在巖巷掘進中的應用，現在以液壓鉆車、側卸裝巖機為主的巖巷掘進技術多應用于煤礦的巖巷掘進中，機械化掘進技術與設備的應用極大地減少了作業人數，大大提升了煤礦巖巷掘進效率。

2 快速巖巷掘進技術

2.1 爆破技術

光爆錨噴支護技術是一種在國內礦山和地下工程中應用較多的一種巖巷掘進技術，此技術在應用的過程中對于巷道周邊圍巖的破壞較小，從而有效地增強了掘進的安全性。此外，在應用光爆錨噴支護技術的過程中由于提高了機械化程度而極大地降低了人工作業的勞動強度。光面爆破將使用嚴謹的爆破參數，在爆破作業時通過合理地設計光爆的參數和起爆的順序從而使得爆破完成后的巖石壁面整齊光滑。煤礦井下作業面臨著復雜的地質情況，尤其是巷道過斷層，巖層將使得掘進機的截齒磨損率大幅提高，并且掘進速度慢。在這一情況下多采用爆破的方式來提高掘進的速度。在采用光爆錨噴支護技術時爆破參數的選取與設定需要遵循以下幾方面的原則：1）起爆順序。爆破的主次順序應當結合井下施工的實際情況來進行確定，一般巷道掘進為掏槽眼，輔助眼，周邊眼依次起爆。2）爆破參數，光爆錨噴支護技術中各參數的選取與設定中，由于各參數之間將會產生相互影響，應根據各參數的特性來考慮所應對的使用區域。同時各參數的確定需要經過詳細的計算避免僅靠經驗來進行選取確定。經驗可以用于主要的輔助參考而不能用作主要的參數。以炮孔裝藥量參數設計為例，該參數的選取中需要合理的選取，避免參數過大或是過小，由于巖石硬度的不同在該參數的確定上需要根據巖石的硬度進行合理的設計選取。

2.2 改善井下運輸體系

在煤礦井下巖巷的快速掘進中需要積極做好井下運輸體系的建設，用以提高巖石的排矸運輸效率。傳統的煤礦井下巖巷掘進技術中主要采用的是扒裝機、絞車和電瓶車相結合的運輸方式，上述這些運輸工具效率較低且存在著較大的安全隱患。在現代巖巷掘進技術中井下煤炭輸送主要以膠帶運輸機所構成的運輸體系來加以實現。通過應用膠帶運輸機將使得運輸效率與運輸的安全性得到大幅的提升。

2.3 選用合理的巖巷掘進作業方式與作業設備

為做好煤礦井下快速掘進作業，需要合理地選擇巖巷掘進設備，做好煤礦井下實際情況的分析，并在此基礎上選取合適的側卸裝巖機、履帶式液壓鉆車。ZCD60R是一種在煤礦掘進中應用較為普遍的一種側卸裝巖機，這款裝巖機體積小，操作靈活，與耙巖機配合提高了出渣效率。CMJ17型液壓鉆車是煤礦井下巖巷掘進普遍使用的一種型號，其在作業的過程中主要采用雙臂鑿巖的作業方式，相較于一般的設備CMJ17型鉆機打眼效率高，人工在操作過程中距離迎頭遠，并且裝藥時可以在雙臂上搭設厚架板進行裝藥，此設備具有打眼效率高的特點，在巷道全高較高時可以一次成巷，提高了巖石巷道的掘進效率。在完成了煤礦巖巷掘進井下作業設備的選取后需要做好配套作業設備的選取，用以保證煤礦巖巷的快速掘進，提高生產效率。在煤礦井下巖巷快速掘進中需要積極做好后路出渣設備的應用，隨著采掘深度的不斷加深，后路運輸系統逐漸煩瑣，耙巖機裝罐出渣有了一定的局限性，為了加快巖巷掘進速度，出渣成了制約性，可以在巷道中設立臨時渣倉，臨時渣倉作為中轉可以大大提高出渣效率。

2.4 做好煤礦井下巷道支護

在進行煤礦井下巖巷的掘進作業中，為避免煤礦井下巖巷在挖掘作業中因圍巖變形或是破碎而導致巖石掉落砸傷井下作業人員，需要在煤礦井下巖巷掘進的過程中及時進行支護?，F今錨桿支護方式是應用于煤礦開采中的主要支護技術。錨桿支護其主要依靠的是錨入圍巖內部的錨桿來改變巖巷周邊圍巖的受力，從而使得巷道周邊的巖石更加緊湊、穩固，提高掘進作業的安全性，為煤礦井下巖巷的快速掘進打下良好的基礎。錨桿支護技術與架棚支護技術相比在巷道支護中所使用的鋼材、坑木等比較少，且在后期的維護和巷道的應力變化上都較少，能夠極大地提高巷道掘進的安全性。此外，在應用錨桿支護技術時，質量較輕的錨桿將使得支護作業更加方便、高效，提高通風作業效率。錨桿支護技術在一次成巷施工和快速掘進中能夠得到良好的應用。噴漿支護技術解決了巷道周邊圍巖風化和錨桿間裂縫巖石掉落對錨桿支護安全性的影響。

2.5 積極做好噴漿技術的應用

巖巷噴漿技術可以使巷道圍巖避免風化，并且有一定的支護強度，為永久巷道在煤礦中的應用起到了關鍵作用，但是現階段噴漿的作業環境差，噴漿粉塵大，對職工的健康不利，要積極發展對濕式噴漿的應用，即將水泥提前變成水泥漿料，使用液體速凝劑等措施，并且做好職工的防護工作。

2.6 實行平行交叉作業方式

為實現煤礦井下巖巷的快速掘進可以采用多工序平行交叉的掘進作業模式提高作業效率和作業時間。對煤礦井下巖巷高速掘進有著極為重要的推動作用。在煤礦井下巖巷掘進中可以實現工序平行交叉作業的工序主要有：鉆眼和裝巖、測量巖巷的中腰線和打眼等煤礦井下巖巷掘進的相關準備工序、鉆眼和清理炮眼以及出渣和打錨準備等。在煤礦井下巖巷掘進作業中將多種工序進行平行交叉應用將有效地提高作業的效率。

3 結語

煤礦井下巖巷快速掘進作業將有助于解決煤礦采掘接替緊張。當前應當積極做好煤礦井下巖巷快速掘進技術的研究與應用，并加快對各類煤礦井下巖巷掘進設備的研究與應用，以技術、設備的更新升級來推動煤礦井下巖巷高速掘進作業安全、高效的進行。在煤礦井下巖巷高速掘進的過程中將會受到多種不同干擾因素的影響，應當結合煤礦井下的實際情況，合理地選擇煤礦井下巖巷的掘進與支護方式，提高作業效率。