煤巷快速掘進施工技術(shù)探討

常永強

摘 要：在人們的生活中，煤炭是非常重要的一種資源，分布在我國的大部分地區(qū)，面積十分廣闊，煤炭資源較為豐富，同時中國人口相對較多，煤炭資源的需求量也相對較大。煤炭資源不僅會對人們的日常生活造成影響，也會對我國的經(jīng)濟發(fā)展造成影響，現(xiàn)階段，大多數(shù)工業(yè)發(fā)展均需煤炭作為發(fā)展前提，因此對我國的經(jīng)濟發(fā)展和人們的日常生活而言，改善煤礦開采技術(shù)是非常重要的。

關(guān)鍵詞：巷道；快速掘進；施工技術(shù)

引言

煤炭長期以來是我國的主要能源，對煤炭資源的大量需求使得煤礦的機械化程度開采程度不斷的提高，井下巷道掘進也發(fā)生了較為明顯的改變，從以前的單純減少巷道掘進工程量變成多掘煤巷少掘巖巷的情況。根據(jù)有關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我國煤炭產(chǎn)量中約有95%的產(chǎn)量是井工開采，每年新掘進的井下巷道工程量達到了15000KM以上，這是一個較為復雜的工程。在巷道的掘進過程中受到很多不利因素的綜合制約，同時由于回采逐漸向深部轉(zhuǎn)移，巷道的支護難度日益增加。根據(jù)煤礦井下實際的情況，選擇適當?shù)南锏谰蜻M技術(shù)及支護方式對促進巷道快速掘進具有重要的意義。

1煤巷快速掘進施工技術(shù)存在的問題

1.1掘進施工工藝不合理

我國煤礦行業(yè)在發(fā)展的過程中，積累了大量的煤礦巷道掘進施工的經(jīng)驗，鉆爆法是目前主要的掘進方法，效率較低，對巖體的影響也較大。巷道支護主要采用錨噴支護的方法，支護雖然有效單施工質(zhì)量較低。在采用鉆爆法進行巷道掘進的過程中，如果藥量沒有合理控制，或位置不當，往往會早晨巷道的支護效果大大降低，而這也正是鉆爆法應用的難點。

1.2安全支護技術(shù)不足

水體對煤礦巷道圍巖巖體的影響也應予以考慮，巖體具有變形性、復雜性，一些煤層更是具有穩(wěn)定性和可靠性差等特點，這也極大地加大了掘進工作和支護工作的難度。在巷道掘進工程中，由于外在膨脹力的存在，巷道的位移和變形現(xiàn)象時常出現(xiàn)，而這種情況一旦嚴重就可能損壞煤礦巷道，在一些巖層較為松軟的巷道更是尤為明顯。另外一方面，巷道掘進的速度如果過慢，或者沒有做好安全防護工作，就可能影響施工進度目標的完成。

1.3地質(zhì)構(gòu)造異常復雜

地形因素對煤礦巷道掘進施工的影響是不容忽視的，通常會采用成熟的頂板支護技術(shù)，同時也要結(jié)合實際情況進行適當變化。煤礦周圍的地貌種類多變，一些地點的地質(zhì)條件較為穩(wěn)定，此處開展支護工作和掘進施工，就可以適當加快進度。而在一些地質(zhì)條件較為復雜、疏松的地點，就需要控制掘進的速度，并加大巷道的支護力度。

2簡析煤礦快速掘進的方式

2.1分析掘錨聯(lián)合機組掘進方式

各國在工業(yè)革命以后，均加速了工業(yè)的發(fā)展，在工業(yè)發(fā)展市場中，煤炭的含量供不應求，各國為了對這一情況進行改善，都開始對煤礦開采技術(shù)進行改善，當時，在工業(yè)生產(chǎn)中，燃煤基本解決了工業(yè)生產(chǎn)的電力需求，所以，當務(wù)之急是要解決煤炭短缺的問題，在英國和其他國家，開發(fā)了一種掘錨聯(lián)合機組掘進技術(shù)，掘錨聯(lián)合機組掘進技術(shù)的應用加速了煤礦的開采，對工業(yè)的發(fā)展進行了保障，與此同時，推動了各國經(jīng)濟的發(fā)展。目前，掘錨聯(lián)合機組掘進方式的發(fā)展較為成熟，并被廣泛應用在各國煤礦開采中。

2.2分析懸臂式掘進機方式

打開員工進行挖掘的巷道主要采用的方式是懸臂式掘進機。懸臂式掘進機最早源自于歐洲的一些國家，采用懸臂式掘進機方式進行挖掘，其挖掘技術(shù)十分熟練，但是懸臂式掘進機的挖掘速度比較慢，與現(xiàn)階段各國對煤炭發(fā)展的步伐需求無法相符合，目前，伴隨著各個國家的工業(yè)發(fā)展，人們的生活質(zhì)量得到了很大的提升，對煤的需求量日趨增加，懸臂式掘進機方式挖掘巷道的速度相對較慢，阻礙了其煤礦開采的速度，加大了企業(yè)成本，所以慢慢被其他方式所取代。

2.3分析連續(xù)采煤機組+錨桿鉆機掘進方式

該技術(shù)最早源自于美國，伴隨著美國工業(yè)的科學技術(shù)發(fā)展，連續(xù)采煤機組錨桿鉆機掘進技術(shù)也得到了廣泛的應用與發(fā)展，現(xiàn)階段相對較為成熟。該技術(shù)主要是在多個煤礦巷道進行運煤中被應用，應用連續(xù)采煤機組錨桿鉆機掘進技術(shù)不但加速了煤礦開采的速度，而且還降低了煤礦中瓦斯的含量，對員工的安全起到了很大的保障作用，但是，連續(xù)采煤機組錨桿鉆機掘進技術(shù)應用成本相對較高，現(xiàn)如今在各個國家煤礦開采中，連續(xù)采煤機組錨桿鉆機掘進技術(shù)比較適用。

3研究復雜地質(zhì)優(yōu)化煤巷快速掘進技術(shù)的措施

3.1支護技術(shù)

支護技術(shù)隊巷道掘進施工具有重要的意義，同時也是煤礦安全生產(chǎn)的重要前提。在研究巷道支護理論的同時，還要將煤礦支護技術(shù)在巷道掘進施工中進行實際的應用，通過實踐來證明技術(shù)的有效性。將研究實際情況作為基礎(chǔ)進行煤礦巷道支護理論的研究，有助于理論對煤礦巖層實際情況的正確解讀和預測。煤礦巷道支護理論，是實際巷道支護工作的重要指導。像松動圈支護理論、新奧法支護理論、圍巖強度強化理論等等，都是當前煤礦巷道支護技術(shù)的常用理論。根據(jù)圍巖和支護工作的關(guān)系不同，煤礦巷道支護形式也有所不同，作用力和作用方向都是支護工作對圍巖的影響因素。當前主要有四種常見的巷道支護形式：第一，圍巖外層存在支護力作用，像支架支護就是最典型的；第二，在圍巖的內(nèi)外層同時存在支護力作用，從而自內(nèi)而外形成對圍巖的整體支護，像錨桿支護就是這種支護方式；第三，圍巖力學性質(zhì)的改變，圍巖的強度可以通過改變巖體構(gòu)成進行加強，像注漿加固方法就可以做到；第四，圍巖應力狀態(tài)的改變，圍巖的強度會隨著受力狀態(tài)的改變而發(fā)生變化，可以控制應力下降的區(qū)域。在這四種技術(shù)中，整體性的就屬錨桿支護技術(shù)，主要涉及了方案設(shè)計、地質(zhì)勘查、施工設(shè)備選擇以及作業(yè)質(zhì)量評估等工作?？茖W、嚴格的開展地質(zhì)勘查工作，結(jié)合周圍巖層的地貌、應力等情況，提供準確的數(shù)據(jù)以支持支護設(shè)計。結(jié)合當前收集到的數(shù)據(jù)信息，依據(jù)以往的施工經(jīng)驗對施工方法進行合理的設(shè)計。同時，還要開展嚴格的質(zhì)量評估工作在錨桿支護工作我那成后，從而為支護工作的安全性提供更為完善的保障。

3.2掘進工作面的通風

在煤礦巷道掘進施工過程中，巷道通風是必要的工作，主要是為了降低地下的壓力值，從而降低巷道所承受的壓力，這對掘進施工是十分重要的。通風機是的那個錢煤礦巷道最為常用的通風設(shè)備，安裝位置、風筒、風量是通風機的選擇依據(jù)。同時還要在通風機的選擇工作中，將掘進施工的實際需求作為依據(jù)，對于通風機風量需求的確定，可以通過分析以往的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗來完成。當前主要使用的通風機類型是壓入式，也是市場中最為常見的。在安裝通風機啟動設(shè)備的過程中，需要考慮的主要因素之一就是風壓。通常在距離巷道掘進風口較遠的位置來安裝通風機，此處空氣壓力低便于空氣的吸入。為了實現(xiàn)通風機充分的鼓風，應將其整體風壓控制在巷道風壓一下。同時，還要認真考慮通風機風筒的長度，以及作業(yè)面距離通風機的有效距離。選擇較大的風筒直徑，可以對風量予以保證，考慮有效通風距離來設(shè)置風筒長度可以滿足通風長度的需求。另外，還要考慮氣流對風筒口的影響，控制與巷道掘進面之間的距離，如果距離過遠會影響空氣的流通。

結(jié)語

綜上所述，在相對復雜的地理環(huán)境下，煤巷掘進速度將對煤礦開采的效率和企業(yè)在煤炭開采過程中的經(jīng)濟效益造成直接影響，然而，我國目前的煤巷快速掘進技術(shù)與發(fā)達國家相比，仍存在較大差距。我國在提高快速掘進技術(shù)方面還有很長的路要走。

參考文獻：

[1] 陳學海.三軟煤層工作面煤壁片幫防治技術(shù)研究[J].能源與環(huán)保，2018（06）.

[2] 王磊.礦井大斷面巷道快速掘進關(guān)鍵技術(shù)分析[J].機械工程與自動化，2018（05）：206-207.

（作者單位：冀中能源邯礦集團聚隆礦業(yè)有限公司生產(chǎn)準備隊）