我國煤礦巷道掘進技術現狀與發展

摘 要：本文闡述了我國煤礦不同巖性的高效掘進工藝和設備的發展現狀，在此基礎上指出了目前我國煤礦在設備上與外國還存在一定的差距，采掘不平衡也是影響掘進的重要因素。本文最后指出發展掘錨平行作業是緩解采掘失調的重要途徑;同時，發展煤巷快速掘進的地質保障關鍵技術和適應不同斷面和巖性的各類高效掘進機，提高掘進機的穩定性和自動化水平，適應不同地質條件變化下的巷道掘進工作是今后煤礦巷道掘進發展的重點方向。

關鍵詞：高效掘進;采掘失調;掘錨平行作業

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.034

1 煤礦高效掘進現狀

1.1 煤巷高效掘進技術

20世紀80年代以來，我國的礦井設計對開拓巷道和采準巷道進行了革新，將其布置在煤層中，取代了巖石集中巷布置式，從而大幅增加了煤巷在井巷工程中的比例。目前，我國煤礦掘進巷道中煤巷占據很大的比例，煤巷掘進速度直接影響著工作面采掘接替。采掘關系協調一直是煤炭生產過程中急需解決的重要課題，現階段煤礦朝著智能化、機械化方向發展，大型采煤機的引進使采煤工作面推進速度不斷加快，但掘進設備更新速度跟不上煤礦發展需求，這就要求煤巷掘進速度大幅提高[1]。

近幾年，國產掘進機在煤巷掘進中實際年進尺約為600～8000m，基本能夠滿足煤巷高效掘進的需要。雖然懸臂式掘進機在我國重點煤礦發揮著重要作用，但由于掘進和支護不能平行作業，影響了掘進速度的提高。

1.2 半煤巖巷高效掘進技術

由于煤礦巷道掘進中地質條件的不斷變化，因此煤礦還有大量的半煤巖巷道掘進需求，單一的煤巷掘進機不能夠滿足使用要求。我國重點煤礦半煤巖巷的掘進設備基本上采用半煤巖懸臂式掘進機，半煤巖掘進機以中型和重型兩種機型為主[2]。

1.3 巖巷高效掘進技術

巖巷掘進設備主要是適應截割f≥8的巖巷掘進。目前，國內煤礦巖巷施工仍以鉆爆法為主，巖巷懸臂式掘進機在我國仍處于試驗階段。其中，鉆爆法為主的巖巷機械化作業線，主要有氣腿式鑿巖機配耙斗式或鏟斗式裝巖機作業線和全液壓鉆車配側卸裝巖機作業線。

2 存在的不足

2.1 采掘關系失調

目前，采掘關系是制約煤礦生產建設中的關鍵矛盾，掘進效率低，導致采、掘比例失調，制約著煤礦安全高效生產。在整個掘進施工過程中，支護是用時最長、影響快速掘進最大的主要環節，它直接影響施工質量和施工速度。影響支護速度的主要因素有：①地質條件變化，隨著掘進的推進，地質條件的不斷變化影響著支護參數的變化，地質條件復雜的巷道，不僅支護要求高，而且支護難度大，從而影響支護作業速度;②頂、幫錨施工不能平行作業。由于控頂距要求支護必須緊跟迎頭，因此頂幫錨不能同時施工，極大地增加了支護時間。③目前我國很多煤礦的錨桿支護主要為氣動回旋式錨桿鉆機，這種鉆機用人多，工作繁重，效率低，急需改革。

2.2 我國煤礦掘進機與國外的差距

與國際先進水平相比，我國在用煤礦掘進機破巖能力、適應性及穩定性等方面還存在一定的不足。硬巖截割中，掘進機通常出現截割部抖動和破巖能力不足的現象，是目前掘進機遇到的技術瓶頸之一。在地質條件變化較大的掘進巷道中，掘進機爬坡能力、破巖能力，整機的穩定性和適應性仍存在一定的不足。不同用途的巷道，斷面不同，掘進機不能滿足小斷面和超大斷面的掘進需求。小斷面和超大斷面仍需要通過鉆爆法進行掘進施工。

2.3 煤礦高效掘進設備的合理布置與安排

煤礦高效掘進裝備不僅包括掘進機和支護設備，還包括配套運輸、通風除塵、供電系統等，這些設備能力必須相互適應。每種設備都可能成為影響煤礦高效掘進的重要因素。

3 展望

3.1 掘錨平行作業

掘進機后進行設備臨時支護，并創新快速支護工藝、設備，實現巷道快速支護，降低支護時間在掘進過程中的比例;發展技術密集、系統化成套設備，實現“掘、支、錨、運、探”一體化、自動化[3]。

3.2 發展高效掘進設備

發展適應不同斷面和巖性及地質條件的一系列高效掘進機，提高掘進機的工作可靠性，穩定性，提高整機自動化水平，增強掘進機在巷道工作中對不同地質條件變化的適應性;發展配套運輸、通風除塵、供電設備，保障巷道掘進的穩定進行。發展新材料，用于破巖鉆頭，提高鉆頭的耐磨性，延長鉆頭使用壽命。

3.3 煤巷快速掘進的地質保障關鍵技術

巷道掘進施工過程中，地質條件是不斷變化的。發展地質超前探測和探測結果的三維可視化快速顯示等技術，通過此技術可以提前采取相應措施，保障巷道掘進順利進行。

參考文獻：

[1]張文玉.煤礦巷道掘進技術現狀及發展[D].2014年全國科技工作會議論文集，北京：[出版者不詳]，2014.

[2]王虹.我國煤礦巷道掘進技術和裝備的現狀與發展[J].煤炭科學技術，2010，38（01）：57-58.

[3]趙學社.煤礦高效掘進技術現狀與發展趨勢[J].煤炭科學技術，2007，35（04）：1-10.

作者簡介：趙思敏（1989-），男，山東鄆城人，研究生，技術員，從事煤礦巷道掘進、巷修工作。