礦井施工開采掘進技術及工藝流程研究

李青山

（中天合創煤炭分公司葫蘆素煤礦，內蒙古 鄂爾多斯 017000）

1 礦井施工工藝

當前礦產能源生產的發展已經成為礦產道路上比較完整的過程。其中，細節可分為數十種。另外，由于實際需求的不同，可以在同一類型的過程中使用不同的掘進設備。以下根據不同的掘進類型詳細分析了不同的施工方法。

2 礦井內掘進成套設備及施工工藝分析

2.1 液壓鉆的鉆孔

液壓鉆的鉆孔操作與手動鉆孔操作之間的區別主要體現在鉆孔部分螺栓支架的設計上[1]。通過機械設備的連接完成的體力勞動所需的卸貨完成，掘進效率低、勞動強度大，特別是在射線和承重結構上工作量極高。在液壓鉆機的鉆孔過程中，主要通過液壓鉆機來滿足爆破孔和部分螺栓支架的結構要求。與手動鉆孔相比，液壓鉆的施工過程沒有明顯的不同。但是，液壓鉆代替了建造雷管和一些錨栓的手工作業[2]。除其他外，為了避免在鉆孔過程中損壞液壓鉆，必須遠離工作表面。等效手動鉆孔方法，并且該過程也可以通過將礦體裝載機+穿梭機+排雷中的礦井結合起來完成。液壓鉆機的鉆孔過程的使用增加了鉆孔過程的機械化并顯著提高了鉆孔設計的效率，同時有效地降低了勞動強度。

2.2 礦井內支撐施工

局部切割機在井內深部礦體處折斷，旋轉切割頭的主要應用是工作面開采，由切割部分進行操作，使切割面通過石刀盤在切割后整體收集礦井內，然后進行轉移。掘進機兼具破巖和礦體荷載功能，省去了直接進行手動液壓鉆孔所需的鉆孔功能，使礦井內的掘進工作變得更加高效，被稱為綜合機械化施工。在此階段，在礦井開采工程上經常使用大型機器掘進，逐漸取代了傳統的掘進施工[3]。

2.2.1 礦井內使用的一般切割和挖掘

目前，普通掘進設備主要在國內礦產挖掘市場上使用，這主要是在礦井內硬度小于 f5 的條件下進行的。這些掘進機主要由一些主要的礦產設備制造商制造。由于截割性能不同，掘進機的型號分為 EBZ100，E-BZ160，EBZ132，EBZ200 等類別。

2.2.2 鑿挖礦井掘進機

普通礦井施工主要用于地質條件良好、礦體硬度低的條件下，可實現高效的礦井工程施工。但是，對于許多缺陷，普通鉆頭設計困難，期望的效果以及資本投資大，因此需要使用 TBM才能起作用。其中，已開發出三一重工有限公司的 E-BZ200H 標準型重型硬木切碎機，適應空間更大，掘進效率更高。切削井下礦體的硬度為 f10，當礦體的硬度低于 f10時，這種類型的功能完全發揮掘進效應，而當它們超過 f10 時，必須實施必要的輔助階梯式礦體硬度。

2.2.3 臨時支撐

臨時支撐過程的主要功能是及時保護井內頂部以避免遮篷，并確保永久支撐結構的安全。當前，許多礦井的掘進設計使用非常簡單的臨時支撐技術。需要單個液壓支柱或前管進行臨時支撐工作。該方法主要是手工完成，所用設備也比較簡單，支撐效果不大，安全性低。在開發掘進機的支撐功能時，仍然沒有成熟的技術，并且存在諸如跨度窄和進給量低等缺點。另外，在臨時支撐過程中是一種不同的構造，即自我運動。該方法主要是通過張開掘進機的兩側來實現與掘進機的聯合作業，可以按時輔助，輔助面積大。掘進施工和同時開采可以將煤礦掘進的效率提高到更高水平。但是，該技術仍處于開發階段，尚未實際使用。

2.2.4 持續支撐

在此階段的永久礦井內支撐中，大多數礦產單位由螺栓錨支撐，并且隨著動手經驗的積累，這種支撐技術正在逐漸成熟。然而，閂鎖梁的設計方法仍然必須依靠液壓桿或手持式氣動裝置來完成工作，并且該過程相對落后。營房建筑機械化的實現已成為國內外制采礦機生產企業研究的重要方向。其中，三一重工有限公司研究制造了用于機械化螺釘設計的錨固機。將兩個錨定塊插入鉆頭的切割部分，并通過調整錨定機的位置和角度以及切割部分的振動來完成相應的步驟。帶動風的發展，機械化的基本實現，錨固的施工效率大大提高，但特別是對鉆具有了整體性能的裝置，新零件，還沒有實現與其他鉆具的協調和配合。在特定的構建過程中，功能的優化非常容易受到礦產運輸路側的影響，并且存在較大的空上距離。

2.2.5 運輸

在礦井工程施工過程中，會將開采后的礦產資源進行運輸，支撐運輸方面，當前的礦產公司正在使用更多的運輸方式，包括穿梭其中的小巴運輸，礦車的運輸以及傳送帶的連續運輸。根據調查分析，有三種運輸方式最為有效。第一個是掘進機，第二個輸送機，三是帶式輸送機的組合輸送。要針對實際情況，選擇合理的運輸方式，提高掘進效率。

2.2.6 除塵

修建井內施工通道時，經常會產生大量粉塵。另外，由于通風設備的限制，難以實現徹底的除塵，并且工程施工人員暴露于極高的空氣污染中，并且嚴重損害了人員和設備的健康。因此，在開發驅動器功能時，有必要加強除塵功能的研究和改進除塵系統，以使礦井的施工環境效果最大化，達到理想的除塵效果。

2.3 連續采礦機

采礦設備的連續開采是一種高度機械化的施工方法，通過空柱開采工藝逐漸得到發展。在其掘進中，很少涉及人工，僅需通過機械設備的操作和維護來做挖掘任務，掘進效率就很高，進尺速度為 1000m/m。在礦用運輸車道中，機械化應用通常為2bar ～ 3bar，而在行車道施工中，礦道的行車道之間的間隔距離通常為 25m，而每條距離約為 50m，則需要打開車道連接間隔，

從而為操縱和通風提供便利。在礦井內通道的建設過程中，現在是在礦井施工的建設中復制出來的，并在隨后的橫截面上與隨后的木炭相連的是礦產運輸單元，當以一定的數量復制時，礦產運輸車速度很快，轉換仍然被空運的礦產卡車轉運，以確保礦山重新裝填的連續性。裝礦車的礦山破碎機完成后，完成礦山的破碎過程，然后通過皮帶輸送機進行繁殖，成功地運到了地面。采礦完成后，運礦車轉載了原材料，還把礦機連接在返回位置，開始了新一輪的運輸工作。當機器在行進的巷道中甚至到達某個位置時，即從空頂到達 10m ～ 15m 時，進行新的掘進工作。另一條礦井內的錨桿機保留在井下所掘進的內部，進行支撐工作。在此過程中，由負責運輸的物料搬運車進行物料構造，修整并懸停叉車完成的礦井內清理工作。在采礦支柱中，所需的移動支架可以通過行走液壓支架來操作。即使在對地質條件有很高要求的情況下，也要采礦，主要是在高于 10m 的空氣中，小于10°的礦井內傾角，因此，尤其是在陜西，鄂爾多斯，采礦量較少在榆林地區使用的礦產資源。即使機器在施工中雖然受采掘的限制更大，但其機械化程度高，可以大大提高礦井掘進工作的效率。

2.4 掘進設備施工組織方式

正規循環作業。循環作業是在礦井工程掘進過程中，包括主要工序和輔助工序，為了組織礦井采礦施工。循環作業一般要以圖表的形式表現出來，即是將一個循環各工序的工作持續時間，先后順序以及相互銜接的關系，將周密的地形圖以固定形式表現出來，使工作人員了解礦井下工程的各種信息。在規定的循環時間內，按照作業規程、爆破圖表和循環表的規定，完成全部工序工序和工作量，取得語氣的進度。多工序平行作業。為了使一個循環內的時間得到充分利用，將每個循環所耗用的時間壓縮到最低限度。一個循環系統內能同時施工的工序，應盡量安裝使其同時進行，實現礦井內多個工序平行作業。

3 結論

我國龐大的礦產資源總儲量在世界首屈一指，但實際分布不均勻，不同地區的煤礦地質狀況差異很大，因此需要不同的施工工藝和機械設備。在這種情況下，開發機械化成套設備已成為有效開采礦道路的重要支柱。掘進設備和施工技術的使用進一步增強了礦井開采工程的機械化程度，并顯著提高了大范圍掘進的效率，促進了我國經濟社會的良好運行和發展。