煤矿巷道高效掘进技术分析

煤矿巷道高效掘进技术分析

朱志强

中煤第一建设有限公司第十工程处  河北省邯郸市  056000

摘要：煤矿巷道内由于开采过程需要解决的地质问题较多，由于地质相对复杂，对应工艺选择、设备选择十分重要。随着现代社会的发展我国的采掘设备与开采工艺都取得了很好的进展，展示出良好的趋势，在当前取得了极高的经济效益。随着新时期不断发展，煤矿巷道掘进技术越来越成熟，而更高效掘进技术不断出现，这也促进了现代煤矿开采技术的进步与发展。我国是采煤大国，采煤掘进技术对煤矿的开采工作起到了直接性的影响。

关键词：煤矿；巷道；掘进；技术

随着现代社会的不断发展人们对能源需求越来越高，煤炭资源是重要的化石燃料，对现代社会的生产、生活都会产生影响。煤炭巷道掘进是资源开采中很重要的一个过程，决定了煤炭的开采。煤炭巷道高效掘进技术的进步、发展会直接影响到煤体的开采。随着改革开放的深入，我国科技不断发展和进步，煤矿开采技术也受到先进技术的影响而不断发展，本文围绕煤矿巷道掘进技术展开分析，论述掘进技术的发展。

1. 掘进注意事项

煤矿巷道掘进施工中，综掘掘进设备由主、副司机密切展开，在工作的时候需要严格遵守规程来保证工作设备的顺利展开。在机械设备的使用过程中，操作应该熟练准确避免产生误动而影响到工作的展开。截割工作之前需要做好地质勘察工作，根据掘进断面的具体情况，如煤层赋存、断面大小等进行，同时根据巷道的规格等控制截割头的升降与摆动，按照具体的要求来掘进。部分均匀、中等硬度的煤层，按照从上到下的顺序展开，半煤岩巷道按照先软后硬的方式，沿着煤、岩分界线进行掘进、沿线挖槽；层理以及节理丰富的地质，选择中心开钻和四面刷帮的程序作业。硬煤按照自上而下的程序施工作业；比较破碎的顶板则适当留顶煤的作业方式。在地质中需要超前支护的破碎顶板先阶段四周；整体比较减影的煤岩巷道也可以按照从下到上的程序截割，具体的操作需要根据煤层的层理变化情况展开。在展开截割的时候注意扫底，开始截割的时候从左下角展开，沿底板水平扫底后将底面清理好，循序向上展开，否则底板上会沉积大量煤岩进而会影响到清底。截割的时候要避免截割头带动负荷启动，所以在工作中需要根据机械设备的振动情况合理选择截割头的进给速度来获得更多的截割方法。截割还要严格按照《煤矿安全规格》的规定展开，根据煤岩软硬程度掌握机器的进给速度。截割工作应该在旋转状态下展开，注意清理两边的浮煤，操控悬臂式工作机构伸缩，使用悬臂抬起棚梁进行支护[1]。        

2. 高效掘进技术
   1. 人工高效掘进

在当前的煤矿生产中，人工钻爆掘进技术相对落后，由于成本低，所以很多煤矿单位仍旧选择这种方式进行生产，不但作业强度大且效率不高，而且危险程度很高。随着社会不断发展，当前这一项技术更多使用在硬度大但是不适合现代采掘作业的场合内。人工钻爆掘进技术主要流程为打炮眼和装药，炮眼布置设计好之后进行装药爆破，敲帮问顶后进行临时支护，并且在此基础上进行永久支护，永久支护结束后进行排矸，随之进行喷浆施工。在打炮眼的时候，多使用手持式的气动钻机，装药的时候建议人工进行，在按照流程进行爆破、通风之后，敲帮问顶、临时支护、永久支护。整体上来看，施工过程中存在极大的危害与危险，所以多使用在小型煤矿中。

2.2液压钻爆高效掘进施工    

使用人工进行爆破的时候有极大的缺陷，并不适合实际发展需要，经过现代化发展之后，煤矿的开采实现了机械化。液压钻爆掘进技术工艺流程与人工爆破钻进类似，主要是使用液压钻车展开，锚杆施工技术也是重要的一部分，同时也可以通过液压钻车来完成。机械化的改革作业不仅仅可以确保施工作业的安全，而且也可以提高生产效率，所以在煤矿生产中得到大家广泛的认可[2]。

2.3悬臂式掘进技术

悬臂式掘进机能够对煤岩选择，通过截割不断形成完整的巷道断面，煤在截割之后下部分通过铲板进行收集，使用传输装置传输到地面。在施工中实现了一体化技术，简化了打炮眼、爆破的施工方式，确保了施工的安全稳定，只需要少数人员就可以完成作业，甚至能够实现远程操作。这种综合掘进技术叫做综掘，当前已经得到了广泛的使用，全面取代以往的施工技术，施工过程为截割与装载，之后停机进行临时支护，接下来设置永久性支护即可。最后将煤矸运输出去即可。悬臂式掘进分为普通的掘进机械截割和岩石(硬岩)掘进机截割，当前掘进机多使用普通掘进，进行使用在低硬度的煤岩中，普通掘进机可以在地质条件好的煤矿与岩石中使用，可以快速完成掘进。对于不同硬度的岩石，需要注意设备的使用，硬度低于F8的时候可以高效作业，如果超过这一硬度则需要采用松动爆破结合的方式，对设备进行掘进处理。巷道支护是煤矿巷道掘进技术的一环，分为临时支护、永久支护两种。但是在当前的施工中使用的临时支护相对简单，大部分都是人工完成，支护效果一般。所以当前已经研制出小型掘进设备可以完成支护，但是可支护范围比较小。原始的永久性支护是使用锚杆施工，施工方式比较落后，所以多使用人工手持液压锚杆进行作业。但是该技术在使用上侧帮比较严重，所以可以选择人工与掘锚机结合的方式来进行永久性支护。在施工中也可以选择连续采煤机掘进和锚杆钻车配套施工技术、掘锚一体化掘进施工，具体施工效果根据地质情况来决定。

2.4岩巷掘进

半煤岩巷道掘进技术多是采用半煤岩悬臂式掘进机械作业，掘进机使用的恒功率双速截割电机调速十分方便，无论是低速与高速，功率都处于恒定状态，在低速状态下截割能力更强。使用重型机械在大岩巷掘进在我国还处于试验阶段，我国正在积极引进多台设备，使用在硬度超过F12的硬岩石掘进中都可以有效处理。重型设备的稳定行很好，而且技术表明故障点也很少，而且遥控技术让操作更容易。

3. 煤矿高效掘进应关注问题
   1. 重视设备水平

煤矿掘进过程中技术支持十分关键，先进的设备能够确保工作效率，当前机械设备在很大程度上满足了掘进作业，掘进效率高。如悬臂式掘进设备的使用有很多优势，而且适用多种煤层条件巷道施工，但是部分地质条件难以展开作业，当地质有缺陷的时候掘进效率低。机械化掘进施工中，通过设备不断的更新完善，确保煤炭开采作业的高效而快速的完成，在这种情况下适用掘锚一体化施工更合适，可以看出这种组合施工技术是未来煤矿掘进施工发展的方向之一[3]。

3.2其他

施工之前做好地质调查，准备工作充分能够保证煤矿掘进作业的顺利进行，在施工中不同地址因素对掘进影响也有区别，所以需要针对地质、工程实际情况作业，如包含对每层厚度的分析、地质的勘察、煤矿断层研究，避免对掘进工程造成影响。由于煤层形成时间久远，煤层有夹石的情况，一旦遇到这种情况就是要切割。如果夹石头比较厚，就会影响到机械适用，机械硬度也有承受范围。所以在施工之前对岩石进行爆破，爆破后再切割。另外，提高锚杆的支护速度以及质量，使用高强度、高可靠性的锚杆进行设计，保证巷道稳定。也可以加强顶板的管理、做好矿压的观测，在掘进作业中提高掘进管理水平，管理人员要不断学习施工方式，从而实现科学、规范的管理。

结语：

综上，我国煤矿资源十分丰富，分布地区十分广泛，每一个煤矿所在区域都有不同，所以在不同的煤矿开采作业中，要根据地质实际情况展开，选择特定的设备，科学的管理来提高施工效率，减少资源浪费的概率。当前科技发展速度加快，当前产业速度加快，煤矿巷道高效掘进将不断更新，促进煤矿开采技术的更新与发展。

参考文献：

[1]胡兴涛, 朱涛, 苏继敏,等. 煤矿巷道智能化掘进感知关键技术[J]. 煤炭学报, 2021, 46(7):13-13.

[2]牛永顺. 煤矿巷道快速掘进影响因素分析与对策研究[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2020, 40(20):3-3.

[3]赵文涛. 煤矿巷道掘进效率影响因素探讨[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2020(3):2-2.