試論巖石巷道快速掘進技術(shù)

劉鵬(平煤股份六礦掘進四隊,河南平頂山 467000)

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試論巖石巷道快速掘進技術(shù)

劉鵬
(平煤股份六礦掘進四隊,河南平頂山 467000)

【摘 要】對于大斷面巖石巷道快速掘進技術(shù)而言,最關(guān)鍵的是要根據(jù)現(xiàn)場條件對掘進設(shè)備、支護技術(shù)進行合理選擇,加上對中深孔光爆技術(shù)的運用,在保證各個工序能夠互不影響的前提之下,采用科學(xué)有效的方法實行多工序的平行作業(yè),從而減少巖石巷道快速掘進時花費的時間,提高其掘進的速度。本文簡單介紹了一些巖石巷道快速掘進技術(shù),并且提出了其發(fā)展方向,希望能夠為相關(guān)部門提供參考和幫助。

【關(guān)鍵詞】煤礦大斷面 巖石巷道 快速掘進技術(shù)

1 概述

隨著我國經(jīng)濟水平的不斷提高，工業(yè)方面對于能源資源的需求也在日益的增加，而在這其中，有百分之八十的能源都來自于煤炭。而在煤炭工業(yè)發(fā)展中，巖巷工程起到基石的作用，也是煤炭企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)落實可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要工作。巖石巷道快速掘進技術(shù)是保證煤炭挖掘順利進行的保證。進行巖石巷道的施工時，如果巷道的斷面較大，完整而且堅硬，面臨構(gòu)造透明度較低的情況，一定會對掘進速度造成影響，進而影響煤炭的產(chǎn)量和效率。為了能夠提高巖巷的掘進速度，滿足我國日常的煤炭需求，本文對現(xiàn)有的巖巷掘進技術(shù)進行簡單的分析，并且分析了巖巷的發(fā)展方向。

2 快速掘進機械配置

在巖石巷道進行掘進的施工過程中，要根據(jù)掘進施工時巷道運輸、排水、通風(fēng)、通訊、高壓風(fēng)水管路、電力、工人上下班等情況，對機械配置、鉆爆作業(yè)、運輸方式的選擇、錨噴支護作業(yè)、運輸裝碴作業(yè)以及機械運輸車輛的分配方案進行最佳調(diào)配，盡量在滿足施工要求的同時，也能夠降低經(jīng)濟成本。進行快速掘進機械配置時主要注意以下幾點:

首先，對設(shè)備以及裝備進行改進，提高快速掘進時的機械化作業(yè)水平。進行機械設(shè)備的使用與操作時一定要保證現(xiàn)場的安全，盡量提高巖石巷道的掘進速率，通過機械的使用來降低人們的勞動強度，而且要保證巷道的良好成型。

其次，對裝運碴作業(yè)線進行合理的布置。進行裝碴機械的選擇時要保證機械的裝碴效率高，而且具有穩(wěn)定的性能，還需要堅實耐用。進行機車的選擇時還要考慮礦車，如果選擇了大容量的礦車，那么一定要選擇大功率機車來匹配礦車。

然后，對施工工藝進行改進與提高，進行掘噴平行作業(yè)。該種作業(yè)方式能夠有效的縮短循環(huán)的時間，使得中深孔爆破方式能夠在掘進施工中大量的采用，提高巖石巷道的掘進速度。

最后，科學(xué)的施工管理和施工組織也非常重要。進行巖石巷道掘進時進行多工序平行交叉作業(yè)以及正規(guī)循環(huán)作業(yè)的科學(xué)組織，并且在進行施工過程中，嚴格執(zhí)行有效科學(xué)的管理制度，確保能夠正規(guī)使用機械設(shè)備，以及嚴格執(zhí)行科學(xué)的爆破技術(shù)。

3 超前地質(zhì)探測技術(shù)研究

巷道超前探測技術(shù)能否做好關(guān)系到巷道掘進的安全問題。因此在世界范圍內(nèi)的煤礦大國投入了大量的人力財力物力進行該技術(shù)的提高與改進，取得了較大的成果。但是在小構(gòu)造問題探測以及分辨效果方面仍然沒有理想的技術(shù)，因此為了能夠解決超前探測技術(shù)中存在的問題，必須對探測技術(shù)以及手段進行更為深入的研究。目前在煤礦的地質(zhì)探測方面一般采用礦井工程物探技術(shù)，主要的方法是礦井工程電法預(yù)測以及礦井震波法。但是礦井的地質(zhì)條件較為復(fù)雜，地下介質(zhì)也多種多樣，呈現(xiàn)的并不均勻，因此并沒有開發(fā)出十分可靠的超前探測技術(shù)。經(jīng)過數(shù)十年的礦井開采，我國的地質(zhì)工作有很大的提高，但是在這方面仍然存在以下三個方面的問題:

(1)由于井下存在諸多干擾因素，因此使用單一的方法進行探測，結(jié)果與真實情況之間存在有很大誤差；(2)如果斷層落差小于煤層厚度，那么這種控制就會存在不足；(3)不同的探測手段之間存在不同的側(cè)重點。

煤巖層存在的差異對于探測方法而言是具有雙重性的，既是進行探測的前提又是探測方法的制約因素。因此，采用綜合物探技術(shù)進行探測對巖石巷道快速掘進技術(shù)的施工起著關(guān)鍵的作用，是煤礦地質(zhì)相關(guān)探測技術(shù)進行發(fā)展的新的方向。

4 全斷面一次爆破技術(shù)

對于巖石巷道的快速掘進來說，由于炮孔數(shù)目較多再加上發(fā)爆器的起爆能力有限，目前一般采用全斷面打眼分次爆破或是分臺階的方法。如果采用分臺階方式，上部掘進的高度會控制在巷道的拱部高度，上部掘進會超前下部20m到30m，下部的爆破會采用打下向炮孔的方式進行。上部掘進之后會有很多松散矸石將下部臺階覆蓋，因此進行打眼時要先清理臺階，但是需要清理的面并不光滑，因此進行清理時耗費時間和精力，而且還會因為清理不干凈使得下部進行鉆鑿炮眼時很不方便，影響炮孔的射打，達到不了想要的爆破效果，因此進行下部成巷的清理時，很多情況下都需要進行補炮，這樣一來不但會影響掘進效率，而且不能保證爆破的安全。如果采用分次爆破方式，爆破效率較高，而且炮眼的數(shù)量較少，能夠最大程度上獲得最高的效益，但是分次爆破也存在很大的缺點。首先，分次爆破需要的爆破時間相對較長，對于快速施工而言有很大的不利。其次，分次進行爆破時，第一次響炮之后，爆破員需要馬上到掌子面上進行連線，以便進行第二次起爆，這樣一來，前次爆破所產(chǎn)生的有害氣體沒有來得及散去，會對工人的健康產(chǎn)生不利影響，出現(xiàn)一氧化碳、氮氧化物中毒等癥狀。因此，在煤礦的爆破施工中，采用全斷面一次爆破技術(shù)是非常重要的。

5 新型爆破炸藥與系統(tǒng)研制

根據(jù)我國《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，在具有沼氣爆炸危險的礦井中，只能采用三級煤礦許用的炸藥進行爆破作業(yè)。對于煤和軟巖而言，使用三級煤礦許用炸藥就能夠滿足需求，但是對于中硬及其以上的巖石而言，三級煤礦許用炸藥進行爆破的效果并不理想。生產(chǎn)實踐證明，對中硬及其以上巖石，采用三級煤礦許用炸藥進行爆破，炮孔的利用率較低，巖巷掘進效率也會大大受到影響，不能滿足煤礦建設(shè)的需求，影響煤炭的高效開采。因此，研制高威力煤礦炸藥以保證中硬巖和硬巖能夠進行巷道的快速掘進，以及保證炸藥的安全性和可靠性的起爆器材是巖石巷道掘進技術(shù)中的發(fā)展方向。炸藥的研制方向既要能夠擁有更高的爆炸能力和水平，又要保證其沼氣的安全性。目前，巖石巷道的快速掘進的光面爆破的施工圖表以及爆破的相關(guān)設(shè)計說明書仍然采用手工作業(yè)的方法，速度慢、誤差較大大、勞動強度高。并且很多情況下，一條巷道都會采用同一套說明書以及同一套炮眼布置圖，爆破參數(shù)表也是適用于一整條巷道，不能

根據(jù)實際施工時工作面的巖石性能和炮孔深度等方面的變化而進行迅速的更新與調(diào)整，難以做到合理對施工進行指導(dǎo)。尤其是在中深孔以及深孔控制爆破方面，專家如果想要進行系統(tǒng)的研究，并沒有現(xiàn)成的大量資料可供參考。因此，研制一套系統(tǒng)且完整的能夠適用于不同巖性、不同巷道斷面、不同炮孔深度以及直徑、不同炸藥等條件下的爆破施工設(shè)計說明書(包括爆破參數(shù)、爆破圖表以及相關(guān)的安全保障措施等)對巖石巷道的爆破作業(yè)的進行具有重大的指導(dǎo)意義。

6 結(jié)語

在進行掘進的分工以及勞動組織中，進行工藝的優(yōu)化以加快掘進速度的主要工序是出矸、支護、打眼放炮。在這三個工序中，各個工序的進行并不是完全獨立的。由于空間、時間和人員數(shù)量等各個方面的限制，各個工序存在著互相制約又相互聯(lián)系的關(guān)系。如果施工的順序、空間、時間、人員等因素不能進行協(xié)調(diào)將會大大的影響到巖石巷道的掘進速度。因此如果想要提高快速掘進時的速度，實現(xiàn)高效進行掘進，必須保證進行掘進作業(yè)時對三大工序的空間、時間、施工順序以及人員的分配等進行合理調(diào)配。實現(xiàn)打眼、出矸、錨桿支護三道工序平行交叉作業(yè)。加強機電設(shè)備的保養(yǎng)以及維修工作也是非常重要的，只有保證了機電設(shè)備進行正常的運轉(zhuǎn)，才能減少掘進的時間，提升掘進的速率。為了能夠更好地進行快速掘進施工，可以成立一個施工準備小組，對零星工程進行施工，在巷道竣工以及進行設(shè)備撤出時還能夠替換原有的掘進隊，大大提高掘進施工的工作效率。

參考文獻:

[1]蘆志剛,高文蛟.煤礦大斷面巖石巷道快速掘進技術(shù)研究[J].礦冶工程,2014(4).

[2]王九紅.大斷面巖石巷道快速掘進技術(shù)探析[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟, 2014(5).