煤礦巖巷安全高效掘進技術現狀和發展研究

王文杰

摘要：煤炭在我國的能源體系中占據重要地位，隨著經濟發展煤炭的需求越來越大，這對煤炭的開采技術提出新的要求。但是在保證產量的背后面臨的是我們的掘進技術發展緩慢，掘進進尺不能保證市場需求。目前，煤礦巖巷掘進技術主要有兩種一是機械化程度較高的掘進機，另一種是鉆眼爆破法進行掘進。筆者所在的福建煤電公司翠屏山煤礦，具有南方煤礦典型的特點，因此掘進機不適合本煤礦掘進。反而是性價比較高的鉆眼爆破法非常適合筆者所在煤礦的實際情況。接下來，筆者就結合本煤礦的實際情況，闡述煤礦巖巷安全高效掘進技術現狀和發展研究，希望能夠給讀者帶去一些啟發。

關鍵詞：煤礦；巖巷；安全高效掘進；現狀

引言

為了滿足日益增長的民眾和國家發展對能源的需求，煤炭的開采量正逐步加大。為了保證開采過程中的效率和施工的安全性，就要著重對開采的技術進行不斷的提高和改善。當前階段，我國的煤炭開采技術和裝備經過長期的發展已經取得了一定成就。在掘進技術和設備方面，雖然我國目前的煤炭產值不夠高，但依靠相對完善的煤礦巖巷掘進技術體系，依然能夠獲得不錯的開采效率。但在現實情況中，煤礦中仍然存在著不合理利用開采技術的問題。這嚴重威脅了煤礦開采和掘進過程中的安全性和施工效率。為了避免落后的煤礦掘進技術和陳舊的掘進裝備給生產過程帶來安全隱患，需要對于這些問題集中的分析并給出相應的解決辦法，確保煤礦開采的安全與效率。改變傳統的煤礦開采方式，促進煤礦掘進技術的可持續發展。

1煤礦巖巷安全高效掘進技術概述

1.1巖巷掘進技術的種類劃分

從傳統意義上來說，根據礦井中煤礦掘進的方式，可將巖巷的掘進技術分為三個種類。第一種是煤巷掘進，在這一過程中，主要是通過煤礦進行回采而控制煤層的支撐能力，防止因為煤層的結構能力過弱而導致支撐力不足，從而造成煤炭的坍塌和各類生產安全事故。在目前的煤礦掘進技術中，使用煤巷掘進的占比是幾種方法中最高的，也是最常見的。其次是巖巷的掘進技術，其根本目的是為了避免傳統煤炭回采的安全性問題，為煤礦的開采過程提供更加豐富的空間和安全性。最后一種是混合式掘進技術，這種方式是多種煤礦掘進技術的組合使用方式，它的掘進過程相對比較復雜。不能像傳統的巖巷掘進技術施工中，只考慮巖巷的結構穩定性，也不能為了獲得更高的煤礦開采效率而進行大量的煤礦回采。需要在混合掘進的過程中，時刻注意將煤炭和巖層進行分離，保證煤礦開采的質量。

1.2巖巷掘進方法的分類

關于巖巷掘進的方法分類，同樣也有三種。首先是綜合機械式的掘進方式，顧名思義，這種掘進的技術，主要依靠大型的機械設備在煤礦內部進行高效率的掘進施工，其操作成本較大，通常只適用于我國一些大型煤礦的集中開采當中。其次是掘錨式的掘進方式，在掘進過程中使用稍微簡化的懸臂式掘進機對煤礦的巷道進行掘進，并且在推進過程中同時進行著大量的掘進支護操作，保證煤礦巷道的結構穩定性。最后是連續型的一體化流水線掘進方式，這種方式通過大量的機械裝置和人工的協同配合，不斷完成交叉換位施工。使用連續采煤機在巷道內持續的掘進，施工人員需要不斷的交換崗位，以流水線的方式完成巖巷的掘進工作。

2煤礦巷道支護技術的一些要點及其管理措施

2.1煤礦巷道錨桿支護技術

對于煤礦開采來講，應用非常普遍的就是煤礦巷道的錨桿支護技術，這是實現煤礦產量大大提升非常關鍵的一個要素。錨桿支護重點是有效地控制錨固區變形的裂縫以及圍巖的離層，在進行支護施工的時候，應盡可能地確保錨固區的圍巖受到相應的壓力，進而使拉伸圍巖的程度最大程度地降低，從而使圍巖受到破壞或者是變形的情況大大地減少。針對支護質量而言，錨桿支護系統的剛度非常重要，而施工的時候會受到固定預應力的決定性影響作用，其需要根據煤礦巷道圍巖的現狀來固定預應力，這樣做的目的是為了確保圍巖在高預應力的基礎上具備比較高的強度。對于錨桿支護技術的應用，需要選擇預應力較高的強力錨桿來執行支護策略，從而保障進行支護的時候很好地消除或者是消減圍巖應力破壞、圍巖變形的現象。制約支護效果的另外一個關鍵性要素是擴散錨桿預應力，因為一根錨桿具備的預應力比較小，所以應當認真地選擇和確定涉及到的金屬網、托板、鋼帶等支護體系結構，應有效地統一鋼帶、托板、金屬網等結構，結合其他構件確保更遠地擴散錨桿預應力。鑒于此，在預應力支護系統中，這一系列的金屬構件不可或缺。除此之外，對于錨桿支護技術的應用，不但對錨固范圍圍巖滑動變形的現狀進行有效的控制，而且需要以此作為前提條件，結合錨桿具備的加固作用的發揮，從而確保圍巖巖體具備完善與可靠的結構。

2.2炮孔直徑

要想提高爆破掘進進尺首先必須要對炮孔的直徑進行優化，在優化過程中施工人員要先對煤礦巖體結構和巖層分布做一個詳細了解和分析，根據巖體的實際情況確定合理的炮孔直徑。理論上炮孔的直徑增加有利于炮藥卷的直徑，提高爆破的穩定性和安全性，提升爆破質量和速度。但是，如果炮眼直徑過長，會對炮孔的分布和數量造成一定的影響，間接影響到爆破質量，降低掘進速度。因此，在對炮孔直徑優化的過程中，需要保證藥卷直徑前提下，科學合理的減小炮孔直徑，最大程度上降低不耦合系數。從而提高爆破質量，提高掘進進尺。但是從另一個方面來看，如果炮孔的直徑過小，在鉆眼的過程中會在鉆眼中遺留巖渣，直接會影響到裝藥量，對掘進工作也會產生影響。因此，為了保證掘進工作的順利進行，通常情況下保證炮孔直徑在32-45mm之間最好，同時根據筆者的經驗鉆頭直徑每減小1mm，鉆機鉆速會提高3%，掘進速度也會大大增進。

2.3重型煤礦巷道掘進機

重型的煤礦巷道掘進機對于我國來說一直是一個困境般的存在，從過去的單純引進，到引進后的詳細研究和實踐探索，再到現階段的自主創新，我國在煤炭開采巷道掘進方面的大型機械研發程度已經取得了一定的進展。這也是綜掘法實踐取得的有效成果之一。當前已經實現國產化的EBJ-120tp型巷道掘進機已經具備完全自主知識產權，并且能夠在煤礦的巷道掘進中充分的發揮其安全、穩定的性能。在很長一段時期內，重型的煤礦巷道掘進設備一直是我國煤礦掘進技術發展的主要限制因素。而伴隨多年來我國科技實力的快速發展，現在的機械自動化領域技術已經運用在煤礦巷道掘進當中。大型掘進設備的零部件制造和核心技術都已經實現國產化，使其使用壽命和使用效率都得到了一定保證。

結語

為了獲得更加高效的煤礦開采效率和更好的煤礦資源質量，對于煤礦企業在煤礦開采過程中所使用的掘進技術，要有針對性的進行加強和優化，努力構建完善的煤礦掘進和支護體系。由于煤礦開采的工作量會直接影響到煤礦掘進的工作強度，為了有效保證掘進技術和工作量之間的平衡，需要煤礦企業格外關注這兩點之間存在的矛盾，建立平衡的質量、效率間的關系。對于煤礦巷道掘進技術，不斷進行探索和研究，加大創新力度，使煤炭開采掘進技術時刻保持足夠的先進行，使其在實際的開采作業當中發揮出優秀的專業技能水平，并通過其他一些高性能的切割技術和相關切割設備的提高和研發，多方面的保障煤礦巷道掘進技術的可持續發展。

參考文獻

[1]楊仁樹.我國煤礦巖巷安全高效掘進技術現狀與展望[J].煤炭科學技術，2013，41（9）：18-23.

[2]郭孝先，李耀武.新時期煤礦巖巷掘進機械化的發展方向[J].鑿巖機械氣動工具，2013（01）：13-24.

（作者單位：冀中能源峰峰集團大淑村礦開拓區）