基于煤矿施工中的快速掘进技术

张 权

（原平市石豹沟煤矿，山西 原平 034116）

1 实施快速掘进技术的必要性

我国岩巷技术的整体发展速度以及机械化进程的变化并不是特别明显，在很多时候，岩巷的施工都处在安全生产条件比较差的环境之下，岩巷的掘进技术也很落后，已经严重地影响到煤矿的生产水平及经济效益。岩巷掘进作为煤矿整体发展建设的一部分，在煤矿的安全生产中起着非常重要的作用。所以，做好对风险的防范，并依据实际的需要，将快速掘进技术在煤矿开采中进行广泛的应用，是十分必要的。

2 影响煤矿巷道掘进速度的因素

2.1 掘进设备过于落后

煤矿开采已经有很长一段发展历程了，如今相关挖掘工艺也日新月异，更加先进化、科学化。在全球发展的趋势之下，我国在技术工艺与设备上也有了很大的发展与提升，不过就全球范围内而言，一些发达国家的技术还是要领先我国的，我国煤矿挖掘工艺在集成、自动与智能上存在些许不足，而机械的关键元件更是欠缺火候。以上这些因素导致我国在煤矿开采上受到了一定的束缚，无法在复杂情况下熟练地进行开采工作。

2.2 施工工艺落后

因为掘进设备在某些方面具有局限性，致使施工的工艺比较落后。据统计，在巷道掘进的作业中，支护的时间在总作业时间中占70%，虽然已经在煤层和半煤岩的巷道中使用了锚梁网、锚喷、锚杆等支护的手段，简化了支护作业。但是，在掘进巷道的作业中，掘进和支护是分离的，这是进一步提高掘进速度的最大障碍。掘进的支护及出碴工序所占的时间更长，因为大部分的矿井都有老化的现象，风钻的风压不够，打眼的速度很慢，对进行下一个工序造成了严重影响，常常无法在规定时间之内完成任务。而且矿井的老化致使一些设备维修期偏短，频繁发生故障也是影响施工工艺的一个重要原因。一旦设备发生故障，会使施工工艺缺乏连续性，导致井下有些人没活干等误工现象［1］。

2.3 地质条件复杂

掘进时的地质条件是指工作面的煤岩硬度、顶底板的稳定情况、层理发育情况、掘进面涌水量和瓦斯涌出量等。良好的地质条件能够为快速掘进提供好的平台，反之，复杂的地质条件会减慢挖掘速度，降低开采效率。

2.4 组织管理不完善及施工者素质不高

我国经济在世界发展的大环境下正在逐步发展，在原煤销售中已经出现供大于求的现象。许多煤矿的管理者只关注眼前的利益，在进行煤矿开采过程中忽视了操作的科学性、合理性，因此在没有做足准备工作的情况下就进行采煤工作。此外，我国有很多煤矿工作者都存在素质较差的情况，加之缺乏相关工作经验，对于煤炭开采的新工艺、新技术就无法及时、全面掌握，同时对煤炭开采机械功能并不熟悉，这都会导致掘进设备的使用率偏低，巷道的掘进速度不高［2］。

3 实现快速掘进的措施

3.1 先进的地质探测技术

在进行煤矿挖掘的工作时，开采环境往往都较为复杂，而工作性质的特殊性就导致井下环境对挖掘效率影响较大，所以掌握科学、先进的勘探设备能够将开采效率提高，这种方法对于煤矿经营者来说具有重要意义。通过现行勘探设备的地质勘探能够将矿井环境及时、清晰、完善地获取，以此方便信息利用，为之后的开采工作提供预见性的措施。此外，勘探技术的完善更能够加快开采工作的进行。关于煤矿地质情况的勘探有很多方式，如物、巷探测，或钻探等。当采用这些探测方式后，就能够清楚透彻地获知煤矿环境，了解煤层地质水文情况，如此可以轻松减少煤层错误探测、错误探测渗透到构造水等现象的发生。还能够有效预防突水事故和瓦斯事故，确保操作者的生命安全，达成文明安全生产的目的。操作者在进行煤炭挖掘前，应先探测矿区的地质，为了减少事故的发生概率，要在施工前根据预测信息制定相关预防与应急方案。开采企业必须根据相关施工图进行严格把控与施工操作，当出现施工情况与图纸不相符合的情况，必须及时把具体情况汇报于上级领导与有关部门。严格做到按图施工是确保施工质量和效率的前提［3］。

3.2 改进掘进的设备

掘进的设备是巷道采掘的核心机械，在开采工作中起着至关重要的作用，此外更是提高挖掘速度的一个重要因素。设备的优劣会对施工的安全度、采掘的效率以及速度造成直接的影响。煤矿企业在配置相应的设备时，应当和采掘的工程相结合，进行煤炭开采操作时，务必要针对技术与设备的不足之处进行改革，提高技术水平，从而提升开采挖掘能力。同时不能忽视液压与电气体系维护工作，确保设备安全稳定地运作。

3.3 采用深孔爆破技术

在进行煤炭开挖操作时，采用全断面一次性技术是最佳开挖方式，该技术能够通过结合终深孔爆破方法，提高挖掘速度。在操作时，工作人员需控制爆破岩石量，令岩石量加大，严格把握打眼、装岩的时间点，以此增加挖掘速度与效率，同时也能保证较高的施工质量标准。挖掘中进行直眼掏槽时，有关操作人员需预先将1～2支药卷装好，待发送爆破后再对残留岩石进行相关处理。采用双阶契型的掏槽方式可以提高炮眼的利用效率，不过要求在操作时增大掏槽深度，既实现了快速掘进，又保证了爆破施工足够充分。在进行巷道内施工时，炮眼的深度大小将成为挖掘工作的重要数据。在进行岩上打眼工作时，有关人员应根据实际情况合理采用大断面进行施工，在预打眼位置正对面应预先设置3～4台风钻装置，再综合考虑机具、爆破效果、围岩性质等因素，最终确定出炮眼的角度与深度，如此一来爆破的效果将提高，工作效率也有所提升，从而能够实现加快挖掘进程的目的［4］。

3.4 优化出矸系统

煤炭掘进工艺主要包含了挖掘、支护与运输三道工作，而最后一道工序——运输也是其中最为复杂与困难的，它占据了整个操作过程的一大部分时间。在挖掘中可以通过提高出矸水平来减低施工人员的劳动强度，提高工作能力水平，从而提高挖掘的速度。在施工中可以通过在线中增加胶带转载机来实现运输的自动化。在机械化操作中通过迎头耙矸机的正常运作把矸石耙装到皮带机当中，然后通过皮带机的正常运作将矸石带到梭车中，而这一过程的实现是非常有效的，此后可以再通过梭车把矸石运到矿车内，最后，通过电机车的辅助实现矸石的机械化运输。这种操作模式不仅简单，而且反应迅速，可以实现快速高效的运输操作，并且能够保证出矸的质量。此外，皮带机的代替可以很大程度上降低在运输过程中的事故发生率。由于在巷道内的挖掘速度较快，因此在掘进过程中产生的迎头矸石将会降低挖掘速度，而梭车装置就恰好能够解决这一难题。

3.5 加强施工组织管理

安全生产是煤矿企业经营要遵守的重要守则，是煤矿生产的首要大事。因此要求相关企业必须落实各级安监主管部门的安全生产法规及规程，施工、采矿和掘进都要在安全的前提下进行。同时，为了提高施工效率，避免施工事故，还要根据巷道施工设备与工艺的具体情况，编制完善施工组织设计，合理安排多道工序交叉进行。同时煤炭企业还需仔细分析施工工序，发掘工序潜能，同时结合科学合理的组织管理制度，实现工序交接间的协调性等，加强施工过程的有效管理，不断地完善质量保证体系。另外，在重视组织管理制度的同时还应考虑交叉作业制度的完善，挖掘的机械水平、施工工作面等方面也应重视管理，从而实现整体掘进水平的提升。

4 结语

巷道快速掘进是一个系统的施工工程，它不仅包含了施工技术、操作机械与人员三大要素，还囊括了组织管理以及安全文明施工等影响因素，缺少任何一个环节，都会对掘进施工的进度造成不小的影响。因此，煤矿企业需采取多种措施来提高掘进的效率，实现安全快速的掘进，以解决我国目前对煤炭的大量需求。

［1］尹志猛，白博，杜鹏涛.煤巷快速掘进技术应用研究［J］.煤炭与化工，2013（10）：74－75.

［2］崔朋辉.坚硬岩巷机械化快速掘进技术在屯留矿的应用［J］.中州煤炭，2013（10）：58－60.

［3］刘汝江，刘森，吴新庆.煤矿采掘作业规程编制智能系统研究与应用［J］.中国矿业，2011（6）：120－122.

［4］盛振强.浅谈岩巷快速掘进的几点技术措施［J］.中小企业管理与科技（下旬刊），2010，36（12）：258－258.