煤巷高效快速掘进技术优化

煤巷高效快速掘进技术优化

白薪延

陕西省郭家河煤业有限责任公司，陕西 宝鸡 721599

摘要：煤巷掘进本身具有较强的专业性、综合性，掘进施工受多种因素的影响，深化煤巷高效快速掘进技术应用，能有效提升掘进效率与质量。文章在阐述煤巷快速掘进影响因素的基础上，分析快速掘进工艺要点，指出煤巷高效快速掘进技术优化措施及具体应用情况，期望能进一步提升煤巷高效快速掘进技术应用水平，继而在保证巷道掘进效率与安全的同时，促进采矿行业的创新发展^[1]。

关键词：采矿；煤巷高效快速掘进；技术优化

引言

煤矿是我国最经济以及最可靠的能源，随着时代的不断发展和进步，信息时代给煤矿掘进技术的提升带来了契机，智能掘进技术应运而生。智能掘进技术不仅比传统的掘进技术更具高效性，而且能够节约大量的人力、物力、财力，同时也能够节约资源消耗，保证作业安全，由此可见，研究关于煤矿智能掘进技术的应用探讨具有建设性的现实意义，本文对于现代煤矿掘进技术发展现状、目前现代煤矿掘进的发展趋势、关于智能掘进技术的关键以及研发进展、智能掘进技术在煤矿中应用的几个建议方案以及关于煤矿智能掘进技术的应用的几点政策建议进行了相关的探索和分析，并进行了相应的总结^[2]。

1 煤巷快速掘进的影响因素

1.1 巷道环境条件

巷道环境条件是影响煤巷掘进效率与安全的基本因素，该因素对于巷道掘进施工的影响最直接、最强烈。当巷道岩层硬度较高时，巷道掘进的难度会随之增加，并且在整个掘进施工中，掘进设备的磨损状较为明显，严重地影响了煤巷掘进的效率与质量。值得注意的是，巷道施工中还存在一定的渗水和瓦斯聚集问题，这些实际性的巷道环境直接影响着煤巷掘进的安全性。

1.2 施工工艺的影响

在煤炭开采过程中，煤矿开采的效率与质量主要受到掘进设备的影响。在掘进作业运行过程中，支护占据了主导地位，其中支护时间占到总时间的大概四分之三，就目前情况来看，通常会在煤层和半煤岩巷道通过锚杆技术和锚喷技术来支护，使巷道的支护作业更简单化，但是掘进巷道作业在进行中，掘进和支护两项不能平行作业，这就在一定程度上影响掘进速度的提高。而且由于煤矿矿井大部分老化，导致延长了岩巷掘进支护和出矸工序时间，风钻风压的力度不够，影响打眼效率，从而对下一道工序产生影响，继而使工作不能正常运行，这样下来就会影响施工进度，不能按时完工。与此同时，由于矿井的老化，导致了缩短设备的维修期，设备故障会中断施工工艺的连贯性，工人就会空闲下来，而且经常发生设备故障也会对施工工艺产生严重的影响。

1.3 煤炭地质构造因素

在煤炭形成的漫长地质时期，煤层由于沉积作用、煤化作用和构造运动的影响，导致煤炭地质出现孔隙、褶皱和断层等构造类型，而且地质层中不同的围岩硬度、褶曲构造、顶底板稳定性等因素，给巷道掘进增加了难度，由于地质的复杂构造，使得巷道掘进的效率也会受到一定的影响。煤炭地质条件的好坏，直接影响了巷道掘进效率的快慢。在煤炭巷道工程进行当中，由于地质位置、类型的区别，不同的地质环境内瓦斯的分布和聚积的情况，不仅对掘进效率产生了影响，而且还会造成安全问题，要想解决瓦斯的问题，就要采用抽采的方法，从而增加了巷道掘进的前期投入和工程的复杂性。但是还有一种情况，如果地质结构中存在张性断层和翼状褶皱，则不适合瓦斯的聚集。由于煤炭地质条件的复杂，致使瓦斯问题的发生率大幅度提高，会对掘进施工的设备和工作人员增加造成事故的发生率，从而使煤炭生产中断，煤炭掘进工程难度加大。

2 煤巷掘进技术要点

2.1 光面爆破

光面爆破技术在当前煤矿工程中应用广泛，在爆破前，施工人员会正确选择爆破参数，然后进行分区分段微差爆破，实现了爆破后轮廓线的有效控制，确保了断面轮廓的凭证性和规则程度。相比于普通的爆破技术，光面爆破技术的应用具有爆破后成型规整、岩体稳定性突出的优势。一方面，采用光面爆破技术后，新形成的壁面上能较为清晰地看到半边孔壁痕迹，这大大减少了巷道掘进的超挖量和排渣量，降低了装载运输系统的实际负担，此外其还有效地节省了喷射原材料。另一方面，利用光面爆破通常不产生或者很少产生爆震裂隙，这对于提升围岩的承载能力具有积极作用。从整体施工效果来看，光面爆破施工效率高、安全效益好，掘进成本低，是煤矿巷道安全掘进的有效措施。

2.2 临时支护工艺

巷道支护，对于煤矿巷道起到了一定的保护作用，前期的使用企业可以考虑临时支护，以提高对整体工程的保护。临时支护其实就是在煤矿中进行作业的时候，防止煤矿坍塌，采取措施支柱顶板，从而保证煤矿的安全，在进行临时支护的搭建中，先要打探整个煤炭巷道，有初步的了解，巷道的围岩如果与顶板之间不够牢固，在使用支护技术的时候首先要了解支护的构建性能和构造，使得支护构件能在煤矿的顶板中发挥其最大的平衡作用。此外，国家相关部门要对我国的煤矿巷道掘进支护技术进行更深入的探索和发展，尤其是要重点考虑支护柱、支护设施和巷道围岩顶板的位置设置。要使支护功能充分发挥其作用就要进行科学的计算分析。所以在工作人员安装支护之前，先要通过对力学模型的分析去认真了解煤矿巷道深层的受力情况，然后依据受力的实际情况来安装支护措施。

2.3 掘锚一体化技术

掘锚一体化是未来巷道掘进技术发展的趋势，而掘锚一体化的关键设备就是掘锚机组，掘锚机组的功能强大，它不仅能以极快的速度运行在巷道中，对煤层进行准确的切割，而且设备自身设有装载运输装置，还有钻锚系统功能，从而实现对煤矿厚煤层的加速采掘，还能起到安全支护的作用。而掘锚机组的运行只需要一名负责遥控设备的司机和两名锚杆设备的司机就足够，使得煤矿掘进和锚杆和支护的作用能够共同进行，即利用遥控器对掘锚机进行控制，利用锚杆对支护的整个过程进行指引。它使煤矿掘进机械和锚杆支护紧密结合，从而使煤矿掘进的自动化平行作业能够顺利进行，以达到加快煤矿掘进和对厚煤层进行切割的目的，还达成了对顶板和煤矿的支护作用。

2.4 混凝土支护技术

混凝土支护技术指运用喷射混凝土制作混凝土支撑架，和锚杆支护一起运用，可非常好地提升围岩的固定实际效果，运用中应留意下列关键点：①有效布局混凝土喷涌机器设备。混凝土喷涌机器设备布局是不是科学规范，立即影响支护工作效能与品质，因而，规定施工企业搞好充足的论述与剖析，依据巷道结构多方面有效布局。②严苛依照有关步骤开展工作，即掘进后依据设计方案安装暂时性锚杆，然后喷一层薄的混凝土，做到设计方案规定后安装锚杆，保证每个关键点问题得到及时解决。另外，选用锚网喷射混凝土的方法，提高金属丝网抗压强度，确保混凝土支护实际效果。

3 结语

煤巷高效快速掘进对于提升煤矿企业生产效益具有深刻影响。新时期，煤矿企业生产人员只有充分认识到煤巷掘进的影响因素，然后基于当前煤巷掘进技术，进行掘进、支护和运输技术的系统优化，并深化优化后的技术在项目实践中的应用，这样才能真正提升煤巷高效快速掘进技术应用水平，保证煤矿生产效率与安全，并促进整个采矿行业的持续、稳定发展^[3]。

参考文献：

[1]任士鹏，孙勇，孙为民.煤矿巷道快速掘进顶板支护技术的分析[J].价值工程，2020，39（5）：149-150.

[2]曹帅.大断面煤巷快速掘进关键技术应用[J].现代矿业，2020，615（7）：255-256+259.

[3]李德宝.大断面硐室快速掘进及小层间距过巷加固方案与技术分析[J].商情，2019（37）：179-180.