快速掘进技术的应用分析钟旭

快速掘进技术的应用分析钟旭

钟旭马飞王宗明张新明

（山东新泰新矿集团翟镇煤矿山东省新泰市271204）

摘要：在煤矿企业的开采作业中，巷道掘进是重要的施工内容，煤矿企业要对掘进施工中的各种影响因素进行全面的分析，积极采用先进的掘进技术工业和设备，科学管理掘进施工过程，组织施工人员进行技术培训，提高其职业技能，同时还要加强技术创新，通过多种方式来提高煤矿巷道掘进效率，使煤矿企业生产向机械化、自动化和智能化的方向发展，实现煤炭行业的转型升级。

关键词：煤矿巷道；快速掘进技术；应用

1煤矿巷道快速掘进工艺现状

1.1前置支护快速掘进工艺

在煤矿巷道掘进过程中，需要在掘进迎头时完成永久支护顶板操作，即所谓前置支护工艺，该过程往往会选择掘一锚一或掘一锚二的支护方式，虽然该掘进工艺会花费比较长的掘进时间，但是可以提高矿井顶板的安全性，同时这种工艺还可以省去临时支护作业，但是需要在永久支护过程中，借助机载临时支护设备来给予临时支护，既可以缩短掘进耗，而且还可以有效提高掘进效率。在煤矿巷道快速掘进过程中，前置支护快速掘进工艺流程如下：掘进机先掘进1个或2个锚杆排距后，要求掘进机适当后退甚至退出，此时可以借助锚杆钻机进行锚杆支护，在支护结束后退出锚杆钻机，最后掘进机到迎头位置尝试着继续掘进1个或2个锚杆排距，这就结束后了单个作业循环工序。通过应用前置支护掘进工艺能够对掘出顶板给予立即支护，不仅提高顶板管理效果，而且在顶板稳定性相对较差及顶板破碎现象较严重的巷道中得到了广泛的应用。由于掘进施工与支护施工存在互斥性，此时在巷道掘进施工阶段，锚杆支护速度的快慢将会对掘进效率高低产生影响，此外该掘进工艺还会遭遇掘进迎头空间的限制，导致实际掘进效率不高。

1.2后置支护快速掘进工艺

在巷道掘进施工过程中，操作人员需要结合实际情况，来科学、合理的安排掘进作业与支护对于煤矿开采而言，传统大断面巷道掘进主要包括打眼作业、支护作业、出矸作业等重要工序，而且这些工序基本上要求同步进行，但是在实际生产过程中，由于受到空间条件、人员条件以及时间条件的限制，导致三道工序处于互相联系与互相制约的关系，在一定程度上影响了矿井巷道掘进速度。此时，为了改变上述现状，进一步提高巷道掘进速度，就需要引入全机械化作业，先对其进行分析。作业，并使永久支护作业与临时支护作业紧密的配合在一起。要想更好的提高掘进效率，可以适当的放弃部分作业空间，通过提高掘进时间的后置支护工作来达到快速掘进的目的。通常情况下，后置支护掘进工艺主要涉及到的设备有掘进机、锚杆钻机、进行临时支护的支架组等，在后置支护过程中，临时支护作业支架组属于核心设备，其具体工艺流程为：借助掘进机来开展巷道掘进作业，并通过装运机进行清渣处理，并要求支架组立即跟近从事临时支护作业，最后通过运锚机开展永久支护后就结束后单个循环作业。在后置支护快速掘进过程中，大多数煤矿企业会选择一边掘进及装运清渣，一边开展永久支护作业与临时支护作业，实际上，两者可以同时进行，这样不仅可以有效提高巷道掘进效率，而且还可以真正意义上实现煤矿巷道快速掘进。

2提高煤矿快速掘进的有效措施

2.1积极应用先进的掘进设备

煤矿企业应加快对气动凿岩机等落后设备的淘汰速度，改用功率更大、掘进速度更快、施工效率更高的液压凿岩设备，同时液压凿岩设备在施工过程中所产生的噪音比较小，对施工环境的污染程度也比较低。此外，煤矿企业在选择掘进设备时也要充分了解巷道的实际条件，以及各种掘进设备的性能特点，科学的选择相应的掘进设备。

2.2对掘进作业要进行科学的管理和组织

煤矿企业应通过贯穿执行岗位责任制来提高巷道掘进的施工速度，并采用科学的管理方式来组织掘进施工的循环进行。此外，煤矿企业还应组织施工人员进行技术培训，帮助他们提高职业技能和综合素质，从而更加规范地操作机械设备，并对设备加强管理维护，以提高机械设备的使用效率，保证施工的安全。

2.3对巷道顶板要加强管理监督

煤矿快速掘进时必须对作业面的顶板加强管理监督，必须全面了解其地质特点，制定合理的掘进计划，并根据掘进计划来确定顶板的具体支护规格和管理方法。此外还要不断改善顶板的管理措施，以确保掘进施工的安全性，为掘进速度的提高创造良好的条件。

2.4合理安排巷道布局

在煤矿快速掘进的施工过程中，要合理布局运输巷以及回风巷。特别是在采空区范围内进行运输巷以及回风巷的布局时，应对地压影响给予充分的重视，严禁在采空区两翼等压力集中的区域进行回风巷和运输巷的设置。在采空区布局时应尽可能安排在与采空区相距5m左右，且于其两翼相距10～15m位置的上下两巷。在设置掘进巷道时还应综合考虑断层问题，巷道应与断层相距8～15m左右。在掘进过程中，每向前推进30m时，都应探明是否有断层存在，以确保施工的安全。

2.5优化掘进机截割工艺

（1）如果待掘进巷道围岩结构相对较完整，且较为稳定，同时围岩节理发育不多时，可以选择从中心进刀，随后逐渐刷周围的帮，这样的截割方式，可以实现巷道断面顺利成形，并得到更好稳定性的巷道断面形状，同时这种方式的落煤也相对比较均匀，不会对周边围岩造成比较明显的破坏，在大尺寸巷道断面掘进作业中得到了广泛的应用；（2）如果待掘进巷道顶板存在比较多的裂隙，而且具有比较差的稳定性时，要求在煤矿巷道快速掘过程中对其进行及时的支护，以确保煤矿巷道掘进的稳定性。该过程一般可以分2次来开展截割作业，第1次可要求截割巷道1/3的宽度，第2次要求截割完巷道余下的2/3，第1次与第2次截割都需要按蛇形截割方式由下至上进行截割，选择蛇形截割方式不仅可以缩短巷道顶板悬空时长，而且还可以有效改善巷道支护效果，进而提高巷道掘进效率；（3）如果待掘进巷道存在比较大的地应力，同时巷道两帮较软，极易发生片帮现象时，可以选择分两次来保证巷道成形，第一步需要对巷道中部进行截割，然后逐渐向巷道两帮截割，这样既可以缩短帮部裸露时间，而且还可以提高巷道围岩的稳定性，提高巷道两帮支护质量。

2.6完善切割工序

对于煤矿巷道快速掘进而言，要想提高掘进速度不仅需要提高掘进设备水平，而且还需要根据煤岩的结构和特性以及当地地质情况，来优化、调整和完善掘机的掘进顺序，以此有效提升掘进机的掘进速度。在煤矿巷道快速掘进过程中，如果遇到煤岩硬度比较大时，为了降低较大煤块的产生率，可以在切割顺序上选择从上而下依次进行，进而有效提高煤矿巷道运输效果。如果遇到硬度较小的煤岩时，可以选择由下向上的切割顺序，也可以提高煤矿巷道快速掘进效率。如果煤矿巷道属于半煤岩巷，此时要先对煤层进行切割，然后在对进行岩层切割，而且要按照先软后硬的原则来制定切割顺序。

结束语

在煤矿的开采掘进作业过程中还存在着井下采煤作业环境复杂、采煤设备的机械化程度有待进一步提高、掘进施工的工艺水平仍相对落后等因素，严重影响了煤矿的快速掘进，造成煤矿的生产效率以及作业方式难以得到有效的改善。因此煤矿企业必须对这些影响煤矿快速掘进的因素进行全面的分析，并采取相应的解决措施，全面提高煤矿企业的生产能力和技术水平，推动我国煤矿企业的整体现代化发展。

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