淺談深部大斷面巖巷快速掘進技術

潘海江 張曉利

摘 要：我國經濟高速發展，煤炭需求量逐年上升，對煤炭行業提出了更高的要求。煤礦挖掘施工的好壞直接關系到煤炭開采業的發展水平。深部大斷面巖巷快速掘進技術針對我國大斷面巖巷掘進施工的特點進行開發設計，具有良好的適用性，生產效率和施工安全都存很好的保障。文章圍繞深部大斷面巖巷快速掘進技術進行探討、分析，闡述其技術要點。

關鍵詞：深部大斷面巖巷：快速掘進；技術

引言

煤炭是工業發展的重要能源，是關系到國民經濟建設安全的戰略資源。煤炭行業的健康發展離不開煤炭開采事業的安全與穩定。隨著我國經濟總量的不斷提升，各行各業對于煤炭的需求越來越大，煤炭開采業面臨的壓力也與日俱增。作為煤炭開采領域中的重要施工方法，深部大斷面巖巷快速掘進技術受到了越來越多的重視，在實踐中獲得了飛速發展。

1 深部大斷面巖巷快速掘進技術概述

我國國土面積廣袤，地質條件復雜多變，在進行煤礦開采作業時，常常會遇到巷道斷崖面面積較大、深度較深的情況。這種情況在煤炭開采行業中稱之為深部大斷面巖巷。圍繞深部大斷面巖巷所帶來的各種問題，我國煤礦行業相關單位進行了大規模的研究開發工作。截至目前，我國深部大斷面巖巷快速掘進技術已經發展到較高水平，能夠較好地解決煤礦挖掘作業中深部大斷面巖巷挖掘作業中遇到的各類問題。當前我國煤礦行業實際工作中，還有很多企業使用氣腿式鉆機進行打眼爆破操作，該方法出現時間已久，具有操作簡單的特點，但其技術局限性制約了施工的高效開展。在針對深部大斷面巖巷掘進施工時，需要對幫部和拱部進行多次爆破作業才能達到設計要求。另外，我國部分煤礦位于高低環境。傳統的氣腿式鉆機對于高低環境下的地質條件和巖石種類缺乏足夠的適應性，工作能力達不到深部大斷面巖巷施工要求。針對這個問題，同時也為了進一步提高煤炭生產效率，煤炭企業將風動鉆機與耙斗裝載機兩種作業設備配套使用進行爆破作業，充分發揮各自功效，極大地提高了爆破施工效率。此外，在掘進施工中，將液壓鉆機和側卸式裝巖機配合使用進行掘進作業，不僅施工效率高，還有利于圍巖的穩定性，確保了施工安全。上述一系列方法的結合使用，在深部大斷面巖巷快速掘進施工中發揮了巨大的促進與保障作用，有力地促進我國煤礦開采業的發展。

2 深部大斷面巖巷一次中深孔爆破掘進技術分析

在深部大斷面巖巷快速掘進施工中，爆破作業的質量水平至關重要，質量過硬的爆破作業對后續工序的順利開展極為有利。

2.1 深部大斷面巖巷的掏槽施工

掏槽作業是深部大斷面巖巷掘進工程中爆破作業的重要環節，其目的是采用集中式的方法對巷道內段結構安裝炸藥，輔以自由樓都是爆破進行施工。在進行掏槽作業時，要以條形炸藥在巷道中的爆破范圍為基礎計算、設置槽眼距離。對于深部大斷面巖巷掘進施工來說，通常情況下要滿足爆破要求，槽眼的深度一般控制在2米。槽孔結構一般采用多對斜眼孔復式結構，各斜眼孔有效間距要控制在2.3米，以確保爆破效果的最大化。

2.2 深部大斷面巖巷掏槽孔設置分析

深部大斷面巖巷施工條件復雜，在進行掏槽孔作業時面對的困難較多。由于作業范圍有限，往往會遇到大體積石塊爆破作業時不能拋出的問題，影響了爆破眼的使用效能。為解決這個問題，技術人員采用在掏槽孔內加設中心孔的方法，該中心孔使用集中爆破方式，此處進行爆破作業，爆破效果大幅提升，提高了爆破作業排除碎石的能力。許多按原方法難以拋出的大塊巖石得以拋出。采用掏槽孔中心孔的方式，不但有利于巖石拋出，還有利于抑制巖石再生，從而保證了掏槽孔的有效深度，順利解決了掏槽眼使用效率不高的問題。此外，由于中心孔位于掏槽孔中心位置，在爆破過程中會發揮空孔導向的作用，從而進一步提高了巖石拋出能力。

2.3 深部大斷面巖巷輔助眼和周邊眼設置要求

要保障深部大斷面巖巷快速掘進爆破的效果，在做好掏槽孔施工的同時，還要做好配套的輔助眼和周邊眼作業。這兩種孔眼存在的根本意義是增加掏槽面積，為巷道掘進設置好骨架。在進行輔助眼設計時，要根據深部大斷面巖巷結構及圍巖的具體情況科學設置輔助眼孔徑大型和距離等參數。在進行輔助眼施工時，要注意其掘進方向與工作面必須保持垂直，各輔助眼要均勻分布于套槽眼和周邊眼附近。輔助眼孔深與周邊眼相同，與周邊眼的距離要控制在施工允許范圍內。此外，周邊眼裝藥量也是對爆破作業影響重大的因素，必須嚴格控制，保障爆破后深部大斷面巖巷的巷道成型質量并將爆破對周邊巖層的破壞控制在最低范圍內，為后續施工夯實基礎。

2.4 深部大斷面巖巷掘進爆破作業應急處理措施

在進行深部大斷面巖掘進爆破作業時，如果爆破強度足夠大，會導致一定程度的微差起爆現象。引發微差起爆的根本原因是上一時間段的起爆炸藥為下一起爆段的炸藥提供了自由面。微差起爆的發生，使得爆破作業效果整體下降。為避免微差起爆現象的發生，在進行大斷面巖巷掘進爆破時必須對槽眼、爆破中心孔、周邊眼各位置爆破的時間予以足夠精確的控制，這是進行深部大斷面巖巷掘進爆破的技術重點。爆破時爆破位置起爆微差要控制在每秒100米以內。此外，掏槽眼和中心孔間的之間的延時必須控制在每秒20米以內，以確保周邊眼延時時間符合規定要求。

3 深部大斷面巖巷掘進中全面多重錨固支護技術分析

隨著煤礦開采事業的不斷推進，開采深度逐漸加大，地層條件和巖層特性都和淺層施工有了巨大的差異，給深部大斷面巖巷掘進施工帶來更高的難度和更大的危險性。傳統的掘進支護方法在支護界面相交位置存在薄弱環節，給巖巷后期施工帶來較大安全隱患。同時，傳統支護技術主要用于淺層施工，作為傳統支護技術的主要組成，一次錨固支護技術難以滿足深部大斷面巖巷的掘進支護要求。為此，技術人員開發出深部大斷面巖巷掘進中全面多重錨固支護技術用以解決新條件下的支護問題。

一是使用混凝土對爆破后的巷道兩側巖層進行填筑加固，增強結構穩定性，彌補爆破給巖層造成的破壞。由于作業及時，可以有效避免地下空氣中的水分對巖石裂縫的進一步侵蝕，防止巖石受潮風化。二是使用錨固法對混凝土填筑完成后的巷道進行支護，然后再進行第二次混凝土填筑施工。隨后進行第二次錨固支護作用，并設置錨桿壓力網，同時使用混凝土抗氧化劑進行增強，從而建成永久性的支護體系。

4 結束語

深部大斷面巖巷快速掘進技術是我國煤礦巷道掘進施工領域的重要施工方法，在掘進速度、施工質量和安全可靠性方面都有著十分重要的意義。由于深部大斷面巖巷掘進面對的施工環境十分復雜，在巷道掘進施工過程中，技術人員必須仔細觀察、全面收集巷道具體信息，根據實際情況調整工藝、設置參數，結合工藝和施工設備進行施工方案設計，確保工程順利推進，為煤炭開采作業的高效實施奠定基礎。

參考文獻

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