煤矿巷道快速掘进工艺优化及应用

煤矿巷道快速掘进工艺优化及应用

吉祥1 刘亮2

义络煤业生产科  河南省洛阳市宜阳县471600

义络煤业企管科  河南省洛阳市宜阳县4716002

摘要：在煤矿开采过程中，掘进技术关系到整个煤矿的开采效率。随着中国煤炭行业的快速发展，煤矿企业的规模越来越大，对煤矿掘进施工工艺的要求也逐渐变高。如果继续采用传统煤矿掘进工艺，难以实现现代煤矿的大规模开采要求，不仅会影响煤矿的开采效率，而且还容易引发井巷冒顶、偏帮等安全事故，对井下作业人员的生命安全造成威胁。因此，为了提升井下开采作业的效率与安全性，煤矿企业对现有的掘进工艺进行了改进与优化。

关键词：煤矿巷道；快速掘进工艺；优化；应用

引言

煤矿开采逐渐朝着自动化、智能化以及综合化方向发展，产量、质量以及效率都得到了不同程度的提高，为了让煤矿开采工作得到进一步发展，还需要针对掘进情况展开综合性分析，提出针对性掘进策略，从而规避掘进过程中可能出现的问题，确保在提高掘进效率的同时，采煤工作面的单产能得到提高，满足开采需要。

１煤矿井下掘进水平的问题

1.1当前状况和挑战

当前，煤矿井下掘进面临多方面挑战。首先，许多煤矿仍然使用陈旧的掘进设备和技术，效率低下，无法满足现代煤炭生产需求；其次，随着煤炭资源逐渐枯竭，煤矿开采条件越来越复杂，井下掘进对技术提出了更高要求。然而，现有的掘进技术和设备往往难以应对这些复杂条件，导致掘进效率低下，安全事故频发。除了技术和设备，煤矿井下掘进还面临环境、安全和人力等方面挑战。例如，随着环保要求提高，传统的掘进方法往往会产生大量粉尘和噪音，对环境造成影响。同时，井下作业环境恶劣，安全隐患多，对健康和安全构成威胁。此外，随着年轻劳动力逐渐流失，煤矿井下掘进面临人力短缺。

1.2影响因素分析

影响煤矿井下掘进水平的因素有很多，主要包括以下方面：①技术和设备水平。陈旧的技术和设备是掘进效率低下的主要原因之一。引进先进技术、更新和升级设备是提高掘进水平的关键。②地质条件。煤矿的地质条件是影响掘进效率和安全的重要因素。复杂的地质条件会增加掘进难度和风险。③管理和培训。管理和培训制度能够提高工人的技能和素质，减少安全事故。然而，许多煤矿在这方面存在不足。④政策和法规。政府的政策和法规对煤矿井下掘进技术发展也有重要影响。政策支持和法规约束可以推动行业技术进步和安全管理。

2煤矿巷道快速掘进工艺优化

2．1掘进工艺技术水平

煤矿掘进工艺技术水平是影响掘进效率的重要因素，也是实现煤矿掘进机械化的前提条件。现阶段，我国煤矿掘进技术水平还不够高，在一些关键技术上仍存在一定问题，导致煤矿掘进效率低下。例如，我国某大型矿井掘进工艺技术水平较低，导致掘进效率低下。当前，我国煤矿掘进主要采用传统的钻爆法进行施工，这种施工方式具有很大局限性，如钻爆法施工过程中对地质条件要求较高，且不能连续作业，需要有备用钻机完成钻孔施工工作。钻爆法的缺点使其难以适应当前快速掘进的要求，严重制约了煤矿掘进效率。掘进工艺技术水平是影响煤矿掘进效率的关键因素。在实际生产中，应采用先进的掘进工艺技术，如中深孔光面爆破和锚杆支护等，提高掘进效率。同时，应根据矿井地质条件和生产需求，选择合适的掘进设备和技术参数，实现高效掘进。在某典型煤矿，通过引入先进的截齿和钻头等掘进设备，优化掘进工艺，显著提高掘进效率。采用先进的截齿和钻头组合掘进工艺，平均日进尺提高26．7%，显著提高了掘进效率。

2．2采用综合机械化掘进

综合机械化掘进指综合利用各种掘进机械和支护设备进行煤矿掘进，主要包括采煤机截割、运输和运输设备、掘进机连续截割和装岩设备以及支护设备。采用综合机械化掘进能够充分发挥各部件的作用，提高煤矿掘进效率，降低掘进机运行成本，避免巷道二次破坏，减少对围岩的扰动，降低巷道支护成本，避免支护材料浪费。例如，某矿采用EBZ190型掘进机进行巷道的掘进工作。该掘进机的主要优点是具有高效、安全、稳定以及灵活的特点，能够实现快速掘进、截割以及运输。采用EBZ190型掘进机进行掘进时，可以实现一次完成采煤和运输作业，同时还能够实现连续作业。EBZ190型掘进机截割煤岩时，可以实现一次完成截割和装岩，大大提高了煤矿掘进效率。同时，EBZ190型掘进机还具有机动性强和可靠性高的特点，能够提高掘进效率。

在实际应用中，需要结合煤矿巷道的掘进情况，科学选择可行的掘进方案，确保掘进效率和效果最大化。综合机械化掘进是一种集截割、装载、运输、行走、供电、通风和排水等功能于一体的掘进技术。通过采用综合机械化掘进设备，可以实现破煤、装煤以及运煤自动化和连续化，从而大大提高了掘进效率。在生产中，应选用具有高可靠性、高效率以及自动化程度高的综掘机或连续采煤机等设备。在某典型煤矿，引入综合机械化掘进技术后，平均日进尺提高20%，显著提高了掘进效率。未来，还需要积极推广应用新技术和新设备，提高掘进设备的效率和性能，降低能耗和故障率，提高自动化和智能化水平，从而提升掘进效率。智能掘进协同管理系统通过综合运用人工智能、物联网以及红外热成像等技术，实现对掘进作业过程全数字化管理。其能够对掘进作业过程中的各种数据进行实时采集、分析和优化，提高效率。智能掘进协同管理系统能够实现掘进作业的自动化和智能化，减少人工干预和错误率，提高作业安全性和可靠性。

2．3设计细化优化

设计细化优化指在矿井设计阶段，对巷道布置、断面尺寸以及支护方式等进行详细规划，降低掘进难度，提高掘进效率。为了适应复杂的地质条件，应加强地质勘查工作，掌握煤层赋存状况，制定合理的掘进方案和技术措施，提高对地质变化的适应性。在某典型煤矿，通过对巷道布置进行优化，采用大断面和短距离的布置方式，减少巷道交叉点和弯道数量，平均日进尺提高了15%。通过对煤矿巷道设计进行优化，可以提高煤矿掘进效率，避免因设计不合理造成的资源浪费。首先，在煤矿巷道设计时，要充分考虑到煤层厚度和地质构造等因素，在开采煤层前做好详细的地质勘探工作，为科学制定采掘计划提供依据。其次，要合理选择巷道布置方案。在巷道布置时，要充分考虑煤矿巷道的用途以及与周围环境的关系。以回风巷道为例，在布置时，要根据煤层情况设计断面;如果回风系统不能满足要求，则需要对回风巷道进行扩挖。在对掘进巷道设计时，要做好前期准备工作。在实际工作中，经常会遇到一些特殊情况，这要求设计人员提前进行勘察和调查研究。设计细化优化是提高煤矿掘进效率的重要环节。在矿井设计中，应充分考虑地质条件和生产需求等因素，对巷道布置和支护设计等进行优化。同时，在施工过程中，应对设计方案进行认真执行，确保设计方案得到有效落实。

结束语

煤炭作为我国主要能源之一，对于我国经济和社会发展有着重要影响。然而，近年来，随着煤炭开采深入和开采方式转变，井下掘进面临诸多挑战，例如深部开采、煤层厚度减少以及瓦斯地质条件复杂等，导致煤矿井下掘进工作面难以保持高效率和安全性。提高煤矿井下掘进水平是解决上述问题的关键之一。

参考文献

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