淺析煤礦掘進的關鍵技術及影響因素

摘 要：鶴崗煤炭資源的儲備條件相對比較惡劣，在開采中會存在很大問題，煤層的厚度一般變化比較大，從零點幾米到幾十米不等，因此，必須開掘出來很多條煤巖巷道，煤礦巷道掘進是一個系統工程， 本文首先介紹了煤礦巷道掘進方式分類，然后分析了煤礦巷道掘進施工的影響因素，最后探討了煤礦巷道掘進施工的關鍵技術。

關鍵詞：煤礦巷道；掘進施工；方式分類；影響因素；關鍵技術

1.引言巷道在掘進過程中的影響因素較多，在這其中既包含人（施工者和管理者）、技術裝備、生產技術以及管理、安全、技術革新的影響等諸多因素所構成的綜合復雜體系，接下來主要從這幾方面來介紹。

2. 煤礦巷道掘進方式分類

2.1綜合機械化掘進

煤礦巷道綜合機械化掘進方式是一個復雜的系統，它通常是由懸臂式掘進機、輸送機、鉆機、通風設備及供電設備等組成的。其中最關鍵的設備是懸臂式掘進機，其質量和性能對整個掘進施工的效率以及質量有著極大的影響。

2.2掘錨一體化掘進

建立在錨桿支護技術之上的掘錨一體化設備是一種高效的煤礦巷道掘進設備，它通過將掘進施工與巷道支護有機結合，大大減少了整個巷道掘進工程的施工時間，這對煤礦巷道快速掘進施工技術的發展具有重要的意義。

3.煤礦巷道掘進施工的影響因素

3.1人的因素

人的因素在掘進過程中很重要，主要包括施工人員因素、組織管理因素、設備技術因素。

3.1.1施工人員因素

操作人員因素往往出現的常見人員問題是：操作人員文化水平、素質較差或操作過程不認真、粗心大意或者是對整個生產流程以及設備的性能不夠了解不夠熟練等。這些都直接影響煤炭開采的進度，無法提高工作效率。因此，在施工前要進行人員培訓，在施工中要進行人員的合理支配，確保煤炭開采的順利進行；管理人員因素的文化素質、組織能力、管理能力等方面各不相同，往往造成管理混亂，不能把各項工作銜接的恰當，造成掘進質量、進度不能達到預期目的。

3.1.2管理組織因素

（1）現場管理制度

健全和堅持以崗位責任制為中心的各項管理制度，是施工技術措施、施工設備和施工組織得以順利實施的保證，是加快施工速度、降低生產成本、保證施工質量和安全的基礎。

（2）合理的施工方法

對于巷道掘進，采取一次性開挖成型或多次開挖成型方式，根據圍巖情況進行超前支護或初期支護，必要地段加強支護，以保證安全。在支護過程中，改善施工藝，如采用濕噴工藝、發揮圍巖自承能力的錨桿支護等，既減少工人勞動強度，又改善施工環境。

3.2施工機械設備及生產技術因素

鉆眼、爆破與裝運是巷道施工中主要工序，而鉆眼與裝運設備的合理選擇及使用將直接決定巷道掘進速度。

3.2.1鉆眼

當前巷道掘進普遍使用的仍是氣腿鑿巖機，由于氣腿鑿巖機輸出功率小，鉆速低，所鉆炮孔深度淺，要想提高工作面鉆孔速度，就得多機作業，但掘進工效仍無法提高。而國外在大斷面巷道中已基本采用盾構機或TBM掘進機，小斷面內均采用鑿巖臺車，使得鉆孔時由更換釬桿、定位、開孔鉆孔、返回釬桿均全部自動化控制。由于全斷面掘進機掘進速度快，成本低，工效高，巷道掘進質量好，又安全可靠，所以其勢必將取代其他鑿巖設備。

3.2.2裝運

裝巖工序在平巷掘進中占整個循環時間的30～50%，多數采用連續作業的蟹爪式或立爪式裝載機與皮帶轉載機和礦車配套，或采用的無軌鏟運機出碴或與大噸位自卸汽車配套出碴，其可把掘進工效提高1～2倍，采準時間縮短75～80%。

3.3自然因素

在煤炭開采中會遇到的情況有地下水突然的冒出、高溫的地表、高壓力的圍巖、各種氣體等自然的因素，都會嚴重的危害到施工人員的人身安全，雖然現在科技比較發達，有各種各樣的檢測手段，但是在發現相關自然因素或者突發事件時，都勢必會影響施工的進度。

4.煤礦巷道掘進施工關鍵技術

4.1優化運輸系統

為了杜絕提升運輸的不安全因素，采用膠帶輸送機運輸，膠帶輸送機與同能力較大的絞車相比具有更多的優點：一是膠帶運行可靠。二是便于維護，采用集中控制，人員較少。三是鋼材、配件、電力消耗少。四是膠帶上層可運矸，下層可以運料。這樣不僅實現了巖巷矸石的連續運輸，而且降低了個人運送物料的勞動強度，杜絕了運輸事故的發生。

4.2錨桿支護技術

與架棚支護相比，錨桿支護有很多優點：比如節約坑木和鋼材；降低支架成本；掘進斷面小；巷道變形小；維護費用低；工作安全；錨桿輕便，可以減輕工人的勞動強度；可以減少通風阻力；有利于一次成巷施工和加快掘進速度；使用范廣，適應性強。但是錨桿不能預防圍巖風化，不能完全防止錨桿與錨桿之間裂隙巖石的剝落。因此，應配合其他的支護方式，如錨噴支護。錨噴支護技術是近年來發展速度最快，適用范圍最廣，技術經濟效果最明顯的技術。錨噴支護從穩定的巖石巷道到松軟破碎帶內的巷道、從靜壓巷道到動壓巷道、從采區上山到回采巷道都得到普遍應用。

4.3掘進工作面的通風和防塵

4.3.1通風

在進行巷道掘進施工的過程中，掘進工作面通風工作的好壞直接影響著煤礦生產的安全性。目前，常用的掘進工作面通風是利用通風機進行通風。在進行通風機的選擇時，應根據通風機所需要的工作分壓和工作風量進行選擇，最常用的是壓入式通風機，在選擇通風機的同時還要考慮到如何選擇合適的掘進通風風筒，風筒的直徑應該能夠保證最大通風長度供風的要求，在此基礎之上，要盡量選擇直徑較大的風筒，風筒出口到掘進工作面的距離應保持在5m以內，以此降低風阻，避免產生渦流的情況，減少漏風，保證巷道的通風順暢。在進行巷道掘進施工的整個過程中，必須讓巷道一直保持良好的通風狀態。

4.3.2防塵

在掘進施工的過程中，粉塵主要產生原因是煤巖受到摩擦及壓碎、煤塊掉落與機器設備和地面產生碰撞及工作面沉積的粉塵在通風過程中被揚起到空氣中所形成的粉塵，常用的除塵方式是長短抽通風除塵，在實際施工的過程中應該結合施工現場的實際條件，選擇適宜的一種或者多種結合的除塵方式來除塵。除了采取除塵措施外，在施工的過程中，應加強對空氣中粉塵濃度的檢測工作并要求施工人員做好個人防護工作，這樣能夠有效減少掘進工作面的粉塵，這對保證煤礦的安全高效生產具有重要意義。

4.4光面爆破技術

目前，煤礦巷道掘進施工中均采用光面爆破技術進行爆破施工。光面爆破主要包括輪廓線光爆法、預裂光爆法及修邊光爆法三種爆破方式。炮眼需要布置帶煤礦巷道的輪廓線上，眼的間距與裝藥量必須要結合圍巖的實際情況進行初步選擇，然后通過試驗最終確定。現階段光面爆破施工大多采用淺孔爆破，為了提高進深尺寸，可以適當加大炮眼的深度和直徑，采用中深孔進行爆破技術，提高施工進度。

結語：煤礦巷道掘進施工是非常復雜的，涉及的影響因素很多，不僅受制于施工地帶的地質條件，同時與掘進設備及施工技術水平、生產工序等，也具有非常密切的相關性。因此，應當不斷加強對煤礦巷道掘進施工技術的改進與創新，提高掘進巷道施工技術。

參考文獻：

[1]高云峰，江小軍.淺談我國煤礦巷道掘進裝備技術[J].煤炭工程，2013（10）.

[2]龐言民.煤礦巷道掘進施工組織實施探討[J].時代報告（學術版），2015（7）.

作者簡介：

郭長久，男，1984年12月出生 ，工程師， 2008年畢業于黑龍江科技學院 采礦工程專業 。現工作于龍煤鶴崗公司振興煤礦 ，主要從事礦井采掘技術工作和安全管理工作。