煤矿巷道开拓掘进工程快速掘进技术的研究

煤矿巷道开拓掘进工程快速掘进技术的研究

冯磊

皖北煤电朱集西煤矿 232098

摘要：快速掘进巷道是一个综合性的施工过程。在开挖过程中，开挖速度与开挖设备直接相关，也与各生产工序密切相关。近年来，随着我国综合机械化开采水平的不断提高，许多煤矿出现了开采不平衡的问题。特别是在深部开采过程中，各种类型的负面因素影响较大，对巷道快速掘进的负面影响更为突出。因此，分析煤矿巷道快速掘进的影响因素及对策具有重要意义。

关键词：煤矿巷道开;拓掘进工程;快速掘进;技术;研究

1煤矿巷道快速掘进技术发展现状

目前，国内煤矿普遍采用悬臂式掘进与单台锚杆钻机联合掘进技术，但尚不能算是一种成熟的联合掘进技术。设备方面，仅采用运煤、截割等机械化作业，巷道支护、供水、供电、材料运输等环节仍采用人工作业；在工艺层面，开挖和锚固过程在开挖头有限的空间内交叉作业，极大地影响了施工效率和安全。在巷道掘进技术的发展中，在智能化、机械化和集成化方面还存在不足，导致巷道掘进技术的发展现状不容乐观。

1.1机械化程度低

目前，大多数煤矿企业采用悬臂掘进作业线，主要依靠单锚钻机、悬臂掘进机、带式输送机等设备。在开挖过程中，只有切割和煤炭运输等单个过程是机械化的，其余过程是人工完成的。同时，不同的过程是分散的，这需要大量的准备时间。开挖系统薄弱，机械化程度低，不能称之为成熟完善的联合开挖。

1.2缺乏智能技术

近年来，我国加强了悬臂式隧道施工技术的研究，相继开发了远程控制、断面监测等技术。但是，在自动故障诊断、自动定位、记忆切割等核心技术上仍存在技术缺陷，导致掘进设备自动化水平低，智能化程度低。巷道开挖是一项系统工程。它需要经历从切割到道路完工的多个过程。一些使用寿命长的巷道也需要实施喷射混凝土支护。只有将以上过程有机地结合起来，才能形成高效、有序、可持续的挖掘系统，提高挖掘速度，获得良好的经济效益。

1.3掘锚机组一体化效果不佳

从传统层面来看，作业线的存在给掘进过程带来了诸多不便。因此，掘进单元的集成有助于实现掘进、运输和锚杆支护等并行作业。由于单元集成可以利用同一台设备实现一系列的采矿作业，因此在采矿环境中得到了广泛的应用。然而，在实际应用中，集成的应用效果较差，在许多矿山建设中难以达到理想的建设效果。究其原因，单元集成实际上并没有完全解决完全并行运行的问题，而且还受到外部因素的极大干扰。由于单元集成仅适用于煤巷开挖，后续维护成本增加，集成设备体积庞大，不仅减少了整个工作面的通道面积，而且遇到底板不稳定区域时也容易落入其中，这需要大量的人力和时间来挖掘。同时，综合设备调试周期长，设备占地面积大，支撑时操作人员位置有限，危及人身安全。

2煤矿巷道快速掘进施工技术优化

2.1 引入先进地质探测技术

煤矿开采环境复杂，地质条件对开采效率影响很大。为了提高煤矿开采效率，技术人员应引进先进的地质勘查技术，获取准确、完整的地质勘查信息，帮助煤矿企业根据这些信息做出正确的决策。煤矿开采过程中存在许多不可控因素。通过钻探、巷道勘探、物探等先进的地质勘查技术，可以对问题进行预处理，了解煤层的具体构造，获取水文、岩层信息，避免老巷道积水，有效防止突水、瓦特等事故的发生，确保施工人员的生命安全，实现预期的生产目标。开挖前，技术人员应对矿区地质条件进行探测，设计钻孔图纸，并提前制定可能出现的问题的解决方案。施工过程中，严格按照设计图纸进行操作。一旦发现任何不符合项，应及时向相关部门报告，以确保采矿质量和效率。

2.2防尘通风处理技术

2.2.1防尘技术

在煤矿巷道掘进过程中，煤块落下后与设备和地面发生碰撞，产生粉尘，使更多的粉尘沉积在工作面上。在摩擦压力的作用下，煤和岩石也会被粉碎产生粉末。因此，技术人员应综合采取通风、清理巷道岩壁、湿钻、凿岩、安装防爆设备、煤层注水等除尘措施。在实际施工过程中，也可将长、短通风除尘与多种技术相结合，实时监测空气中的粉尘浓度，并配备完善的防尘措施，确保巷道安全开挖。

2.2.2通风技术

巷道掘进工作面的通风效果直接影响煤矿的开采效果。因此，技术人员应根据风机的工作量和工作气压要求，采用科学的通风处理技术，确定风机的类型。目前，更常用的是压入式风扇。从距离出风口10米以上的位置开始安装，并安装在距离地面30毫米以上的位置，以减少风机的吸气量。煤矿企业在运行过程中，还应安排专人对通风机进行实时监控，并在井下开采过程中进行预检和维护，确保通风机安全稳定运行。此外，技术人员还应根据限制通风长度的送风标准选择通风管道的直径，并尽量选择直径较大的管道。为避免涡流问题，风管应放置在距掘进面5m以内，以确保巷道良好的通风效果。

2.3隧道成套设备的优化

施工人员在开挖过程中应根据运输、装载等情况合理调整参数，优化整套开挖设备，减少施工量，节省作业时间，提高开挖效率。例如，可连续进行运输、装卸，综合使用带式输送机和刮板机，节省人力物力。

2.4 优化掘进施工工艺

（1） 为提高掘进机截割技术，施工人员应根据煤矿地质条件进行开挖施工。（2） 在安全技术方面，优化施工工艺，调整各环节工作效率和工作量，交叉开展多种工艺。技术人员应根据实际情况完成调整。例如，他们可以混合巷道支护和维护，实现多工序并行作业，提高掘进效率，节省时间。（3） 优化支持流程并顺利运行。锚网索支护在巷道支护中占有重要地位，能保证支护效果。为了提高支护强度和安全运行，应采用铰轴连接的临时支护方式，以减少资金和人力的消耗，简化操作过程。（4） 循环开挖根据煤矿开采情况，实行“三八小时”换班模式。员工应在前8小时内完成现场和设备的维护，然后由员工负责交叉作业。早班维护主要检查锚杆和锚索，重点预测和解决问题。

2.5改进运输技术

2.5.1水平缓冲矸石仓

为提高煤矸石运输效率，煤矿企业应综合采用皮带运输方式，扩大施工巷道，将其外段长度扩大到20m以上，中间搭接1.5m高的防护网，分隔人行道，轨道和矸石运输通道，设置缓冲水平矸石仓，确保矸石排放系统的效果。爆破结束后，施工人员将煤矸石集中，运输至带式输送机，转运至水平缓冲煤矸石仓，再转运至运输车。在此期间，解决排废效率低、卷扬机提升速度慢的问题，确保车辆到达后装车，减少施工人员工作量。

2.5.2带式输送机

与以往的卷扬机运输方式相比，带式输送机的上层还可以运输矸石，下层可以运输物料并连续运输矸石，从而减少物料运输工作量，降低安全事故发生的概率。同时，带式输送机运行稳定，可集中控制，维护过程简单，使用钢材设备及配件少，节约了采矿成本。

2.5.3光面爆破技术

在煤矿巷道施工中，经常采用光面爆破的次数。爆破施工是对周围的炮孔进行起爆，使爆炸裂纹沿径向向四周扩散，叠加相邻炮孔的冲击力，在岩石上形成切向拉力，使裂纹完全扩展，在岩石表面形成高度平整的爆破面。光面爆破施工中经常采用预裂光面爆破法、轮廓光面爆破法和切边光面爆破法。浅孔爆破技术主要用于加深爆破深度，扩大炮孔直径和深度。另外，布置炮孔时，炮孔装药量和间距应根据巷道轮廓线位置围岩的实际情况确定。

结束语

综上所述，巷道快速开挖总体系统性和完整性较高，各类影响因素较大。因此，煤矿企业要充分认识巷道快速掘进对提高煤矿生产能力和产量、保证煤矿开采衔接和安全生产的重要性，从技术、设备、人员等方面入手，不断提高煤矿巷道掘进的质量和效率。

参考文献

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