煤礦巖巷快速掘進技術研究

李志剛

（寧夏寶豐能源集團有限公司四股泉煤礦，寧夏 銀川 751100）

1 巖體破裂技術

巖巷開口周圍爆炸引起的巖體破壞，破裂類型可以分為三類:①由于壓裂造成的損壞;②利用不連續性和剪切的結構損壞;③導致兩個不同巖石單元之間的分離或類似巖石類型之間的巖性邊界的巖性破壞。這一階段，角礫巖具有低Q 值，P 波速度和彈性模量。另一方面，在具有相對高得多的Q值，P 波速度和彈性模量的緊湊玄武巖中發現由于垂直和垂直關節以及過度爆裂。聯合方向對巖巷開挖過程中的超挖/破裂以及抽穗和臺階操作具有重要影響。垂直于巖巷方向作用力有利于形成良好的拉力并且平行于隧道前進方向產生拉力。在煤礦的開發面進行爆破時，爆破地層的傾斜方向可以很好地進行，其中在上升的廊道中，與汲取廊道相比，拉力增加了11%。當主要巷道垂直于隧道軸線時，可以拉動隧道中更長的圓形。然而，如果不連續性與V-Cut Hagan 中連接Vs 的頂點線平行，則可以在豎井中獲得更好的拉力。

2 邊界爆破技術

通常，在巖巷掘進中使用兩種類型的邊界爆破:預裂開和光滑爆破。當同時開挖兩個緊密間隔的帶電孔時，從兩個孔產生的應力波在孔之間的平面處碰撞，并產生垂直于孔軸的二次拉應力前沿，并有助于沿著連接孔的線延伸徑向裂縫。來自爆炸氣體的楔入作用有利于沿同一線延伸裂縫。此外，相鄰孔的延遲定時需要非常精確，使得應力波應該在中點處碰撞，并且可以減少孔之間斷裂的任意性。邊界爆破性能很大程度上取決于采掘面的性質和方向。當預裂結軸與預分裂軸成1-30°的角度時，采掘面取向會對預裂結果產生不利影響。在光滑噴砂中，輪廓孔和最近的生產孔之間的延遲間隔保持很高，以便在輪廓孔爆炸之前促進材料在生產孔中的完全移動，使得輪廓孔中的氣體膨脹朝向開口發生。采用線鉆作為替代技術，沿著輪廓鉆出許多不帶孔的孔，間距是孔直徑的2-4 倍。一排空孔與最后一排帶電孔的距離保持為正常負荷的0.5-0.75 倍。在主爆破回合期間連接空孔并沿輪廓產生分離。

3 長孔掘進技術

使用長孔掘進技術(LHRB) 可以在95 天內挖掘出一個123 米深的導向。與傳統的豎井下沉方法相比，這種技術的應用節省了75%的時間60%的挖掘成本。傳統的沉井方法主要受天氣影響，工作空間有限和循環時間短。通過長孔提升掘進技術挖掘直徑為3.0m，深度為130m 的先導調壓井。與傳統的軸下沉方法相比，這種快速且經濟的軸挖掘技術僅在60 天內完成，成本節省70%，節省時間95%。

4 自動化技術

4.1 掘錨機組自動化技術

煤礦巖巷快速掘進工作的地質條件很復雜，環境也比較惡劣，所以，對于煤礦巖巷快速掘進工作很容易產生負面的影響。這種情況下，為了將支護和掘進兩個工藝能夠順利地進行，煤礦巖巷快速掘進工作面的自動化得以實現，應該有效運用掘錨機組的自化化技術，既能夠將掘進割煤速度有效地提升，又能夠支護煤幫和頂板。

4.2 運輸自動化技術

從當前來看，我國煤礦巖巷快速掘進工作面，運輸原煤的過程中，一般利用皮帶集中對系統進行控制，將來若想將運輸原煤自動化水平提升，運輸膠帶應該改造，從而使消耗支護材料減少。

4.3 錨桿支護自動化技術

由于重型機械設備和瓦期涌出量以及工作面產量，對煤礦巖巷快速掘進都有影響，所以，維護煤礦巖巷道必須要加強，巷道的斷面應該加大，但是巷道斷面太大，對巷道穩定性會有影響，為了將以上問題有效地解決，應該運用以下2種措施：

1） 掘進機構與錨桿鉆臂自動控制有機地結合，既能夠使錨桿鉆臂臨時快速自動化有效地實現，又能夠將永久支護自動化實現；2） 分析和研究大斷面煤礦巖巷的原理應該加強加大，從而使錨桿支護自動化得以有效地實現。

4.4 掘進機自動化技術

控制掘進機自動主要有自動糾偏和自主定位以及自動截割三種，為了使煤礦巖巷快速掘進工作面的穩定生產能夠得以有效地保證，可以有效運用液壓和電子等相關技術，致使煤礦巖巷快速掘進工作面的自動化得以實現。

4.5 傳輸掘進工作面信息技術

由于煤礦環境比較惡劣，煤礦巖巷掘進工作面的自動控制，傳輸高效和精準以及實時信息的功能都應該具備，所以，煤礦巖巷快速掘進工作面機電自動化系統，若想將傳遞信息有效地實現，應該將網關合理地選擇，再運用實時環網交換機和其他的設備，將所要傳遞信息與以太環網接入，從而將煤礦巖巷掘進面各種信息有效地傳輸。

5 結語

煤礦井下巖巷快速掘進作業將有助于解決煤礦采掘接替緊張。當前應當積極做好煤礦井下巖巷快速掘進技術的研究與應用，并加快對各類煤礦井下巖巷掘進設備的研究與應用，以技術、設備的更新升級來推動煤礦井下巖巷高速掘進作業安全、高效的進行。在煤礦井下巖巷高速掘進的過程中將會受到多種不同干擾因素的影響，應當結合煤礦井下的實際情況，合理地選擇煤礦井下巖巷的掘進與支護方式，提高作業效率。