巖巷快速掘進技術研究與應用

時萌萌 李曉亮

摘 要：眾所周知，巖巷快速掘進技術關系著煤礦的建設和生產，其技術水平的高低直接影響到相關工序之間的銜接。文章首先分析了制約巖巷快速掘進的相關要素，重點論述巖巷快速掘進技術的應用，總起來說巖巷快速掘進技術的應用對提高煤礦的產量具有重要的意義。

關鍵詞：煤礦；巖巷掘進；技術應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.081

0 引言

巖巷快速掘進技術是指在采掘生產過程中采用科學合理的掘進破巖、支護和裝運技術，對施工中的各道工序進行科學管理，使各個工序用時達到最少，同時保證工序之間的銜接順暢，從而充分發揮巷道施工中的技術優勢和管理優勢。快速掘進技術的應用特別有利于緩解施工中接替緊張的局面，更有利于實現煤礦的穩產高產和可持續發展。

1 制約巖巷快速掘進的要素分析

巖巷掘進這種施工流程是系統性的，其中，煤礦的地質構造、掘進裝置的科學技術水平、采掘技術能力、煤礦的組織管理與不間斷的施工步驟等是影響掘進速度的要素。

1.1 地質架構

制約煤礦巖巷掘進速度的一個重要因素是地質架構，其牽涉到掘進層涌出水量、煤礦結構、底板和頂板板塊是不是穩定、煤巖的堅硬程度等，上述的因素會對煤巖巷道的掘進速度產生顯著的影響作用。倘若頂部板塊具備較為穩定的環境，那么在采掘的時候，中頂部存在較大的間距，進而有利于支護，從而大大地提升掘進效率，相反就會使巖巷的掘進效率降低。

1.2 掘進裝置

雖然我國持續地更新與發展掘進裝置，可是整體性能還是比較低，機械化水平欠缺，尤其是我國依舊沒有掌握掘進裝置核心器件的精髓之處，這跟西方發達國家的相似裝置存在比較大的差距。像是雖然在輸送上，絕大多數煤礦企業的科學技術水平較高，但是在注漿和穿眼的過程中不少的企業依舊沒有實現機械化，存在不少的人工操作，這使巖巷的掘進速度受到嚴重地影響。

1.3 施工工藝技術

由于技術滯后的煤礦掘進裝置，因此煤礦的施工工藝受到限制，這導致沒有有效地應用一些新的支護工藝技術。當前，我國不少的煤礦企業將新的大斷面棚型支護或復合支護應用于施工的過程中，雖然存在比較大的斷面與強度，有助于配置、裝運、通風等，但是大斷面的施工存在較大的難度，缺少施工經驗，尤其是松軟質地的煤層缺少支護經驗，如此一來，嚴重地影響了巖巷的掘進效率。

2 巖巷快速掘進技術的應用

2.1 光面爆破技術

在上個世紀的60年代，我國開始試驗以及推廣預裂爆破與光面爆破。在70年的時候，在地下建筑、水利、煤礦行業等普遍地應用光面爆破技術。尤其是在有效地統一錨噴支護技術以及光面爆破技術之后，這已經是大大地完善了煤礦巖巷工程技術。在確保安全性和施工質量、降低體力消耗、提升掘進速度、減少消耗的材料上，都實現了理想的經濟以及社會效益。近30年以來，我國日益大范圍地將光爆錨噴支護技術應用于地下與煤礦工程當中，且體現出了明顯的優勢。簡言之，其優勢是：一是光爆錨噴施工質量高，使圍巖的破壞、松動、位移等發生的概率降低，提升了安全性。二是效率高，方便機械化的開展，從而實現工人勞動強度的降低。三是大大地節省了材料和成本。從實質上來講，光面爆破就是通過獨特的裝藥構造，選用科學的起爆次序以及光爆參數，從而開掘出光滑與平整的巖石壁面。

2.2 支護水平的提升技術

開挖巖巷之后務必實時地支撐圍巖，進而避免巖石破碎導致冒落而制約安全與應用。當今，我國積極地倡導錨桿支護。錨桿支護是借助錨入圍巖的錨桿，進而實現圍巖力學狀態的改變，以使一個穩定的巖石帶形成于巷道的周圍，通過圍巖和錨桿的一起作用實現巷道維護。相比較于架棚支護，錨桿支護的優點非常多，像是適應能力強，存在較廣的應用范圍；能夠使通風阻力降低；工作安全；巷道變形情況少；減少支架的成本；有助于加速掘進與一次成巷施工；輕便的錨桿能夠使工人的勞動強度降低；維護成本少；掘進斷面小等。然而，錨桿難以對圍巖的風化進行有效地預防，不可以完全地避免錨桿和錨桿間裂隙巖石的剝落。為此，需要跟其它的支護手段相配合。近些年以來，應用范圍較廣和發展速度較快的一種支護方式就是錨噴支護，能夠實現理想的技術經濟效果。無論是由采區上山至同采巷道，還是由靜壓巷道至動壓巷道以及由穩定的巖石巷道至破碎松軟帶的巷道都獲得了廣泛地應用。與此同時，錨噴支護技術也能夠有效地維修巷道。

2.3 輸送系統的完善技術

在之前的煤礦巖巷掘進技術當中，電瓶車、絞車、扒裝機是主要的輸送方式。如此的輸送方式不但難以提高效率，而且面臨不少安全問題，這不利于管理巖巷的掘進。為此，要想使巖巷掘進技術能力增強，實現輸送方式的優化是關鍵的一個方面。在綜合分析固有的情況之后，能夠應用膠帶輸送機，這樣不但可以使生產效率提升，而且還能夠避免出現安全問題。其優勢重點體現在下面幾點上：通過自動化集中控制手段的膠帶輸送機便于操作和維護，由于參與作業的工作者數量大大地減少，不但能夠節省輸送成本，而且使輸送的安全性大大地提升；優化了膠帶輸送機的輸送方式，運矸能夠在上層開展，運料能夠在下層開展，如此的輸送方式可以不間斷地輸送矸石，從而使人工的勞動強度大大地減輕，以及使巖巷掘進管理的安全性大大地提升；膠帶輸送機具備緊湊的結構，應用的配件組成少，為此在輸送的時候耗能比較少，可以實現降低消耗的目標。

3 結論

總之，巖巷快速掘進技術是現階段礦井生產中主要應用的生產手段，而在巖巷作業過程中，會受到多種因素的干擾而影響到生產的進程，所以需要制定相應的措施進行改進。在改進巖巷快速掘進技術的過程中，還要充分地考慮到安全管理的問題，確保煤礦生產安全有序的進行，為我國社會經濟的發展奠定堅實的基礎。

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作者簡介：時萌萌（1988-），男，山東單縣人，本科，助理工程師，主要從事工程技術管理工作。