李俊龍

摘?要：眾所周知，我國是能源大國，為有效提高煤礦巷道掘進(jìn)速度，以巷道地質(zhì)條件情況為基礎(chǔ)，分析了影響煤礦巷道快速掘進(jìn)的因素，提出了一系列提高巷道掘進(jìn)效率的措施，實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，通過應(yīng)用這些措施有助于進(jìn)一步提高巷道掘進(jìn)效率，顯著緩解日益緊張的采掘接替工作，更好地保障礦井正常生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：煤礦巷道;快速掘進(jìn);施工技術(shù)

【中圖分類號(hào)】X287??【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A?【文章編號(hào)】1674-3733（2020）18-0117-01

引言

中國的煤炭資源埋藏比較深，井工開采是煤炭開采的主要方式。井工開采時(shí)，需要開掘大量的巷道，有的巷道位于煤層中，將其稱之為煤巷;有的巷道位于巖層中，將其稱之為巖巷。對(duì)于煤巷，可以利用連續(xù)采煤機(jī)來實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)，這是因?yàn)槊后w的強(qiáng)度較低;對(duì)于巖巷，采用連續(xù)采煤機(jī)很難實(shí)現(xiàn)巷道的快速掘進(jìn)，這是因?yàn)閹r石的強(qiáng)度大，破巖需要的時(shí)間較長。雖然大多數(shù)巷道是煤巷，但是，巖巷在煤礦開采中也是經(jīng)常存在的。因此，實(shí)現(xiàn)巖巷的快速掘進(jìn)，有助于進(jìn)一步提高煤礦的生產(chǎn)效率。對(duì)于巖巷的掘進(jìn)，多采用鉆爆法和綜合機(jī)械化掘進(jìn)法，這兩種方法有其各自的適用范圍。由于鉆爆法的原理相對(duì)簡(jiǎn)單，技術(shù)難度低，因此，本文重點(diǎn)分析機(jī)械化掘進(jìn)方法，并提出一些實(shí)現(xiàn)巖巷快速掘進(jìn)的方法。

1?快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

在礦山掘進(jìn)開采中，只有保證截割、支護(hù)、運(yùn)輸、通風(fēng)等工序的緊密銜接，才能達(dá)到快速掘進(jìn)的施工要求，其應(yīng)用要點(diǎn)如下所示：①掌握截割作業(yè)要點(diǎn)在礦山掘進(jìn)作業(yè)流程中，截割是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，直接決定掘進(jìn)開采效率的上限。通過持續(xù)循環(huán)進(jìn)行截割作業(yè)，再輔以支護(hù)、運(yùn)輸?shù)认到y(tǒng)，完成礦山巷道掘進(jìn)開采。為實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)，對(duì)于截割距離有一定的要求，以1至1.2米為宜，這樣可達(dá)到礦體循環(huán)截割的目的。還需掌握截割作業(yè)的流程，要求礦體的切割與頂板支護(hù)緊密銜接，循環(huán)往復(fù)以實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的目的，同時(shí)，對(duì)于截割機(jī)械要采取必要維護(hù)措施，降低接卸損耗，避免掘進(jìn)過程間斷。②綜合運(yùn)輸實(shí)施要點(diǎn)，為使快速截割所產(chǎn)生的破碎礦體及時(shí)運(yùn)出巷道，應(yīng)當(dāng)重視綜合運(yùn)輸系統(tǒng)的應(yīng)用，若運(yùn)輸不及時(shí)，很難保證礦山掘進(jìn)效率。綜合運(yùn)輸系統(tǒng)的構(gòu)成有兩大部分：一是礦體收集系統(tǒng)，主要是利用耙爪裝載機(jī)，將掘進(jìn)機(jī)切割的礦體收集并運(yùn)至巷道運(yùn)輸設(shè)備上;二是中部運(yùn)輸系統(tǒng)，主要利用運(yùn)輸機(jī)將巷道內(nèi)掘進(jìn)開采產(chǎn)生的礦體運(yùn)出。而且兩者要緊密銜接，實(shí)現(xiàn)掘、輸有效耦合，才不會(huì)對(duì)礦山掘進(jìn)開采整體效率帶來不利影響。③巷道支護(hù)作業(yè)要點(diǎn)，在礦山掘進(jìn)安全保障體系中，支護(hù)技術(shù)有重要應(yīng)用，通產(chǎn)采用錨桿支護(hù)技術(shù)，需要輔助以錨桿鉆機(jī)設(shè)備，提高快速掘進(jìn)中的巷道支護(hù)效率。同時(shí)，還要注意錨桿間距的控制，提高網(wǎng)片搭接實(shí)用效果，以高質(zhì)量的支護(hù)作業(yè)保障巷道安全。此外，鉆眼作業(yè)通常要求預(yù)先進(jìn)行，實(shí)施超前支護(hù)，并保證液壓支撐系統(tǒng)安全，提高支護(hù)系統(tǒng)整體穩(wěn)定。

2?煤礦巷道快速掘進(jìn)施工技術(shù)研究

2.1?提高掘進(jìn)裝備的水平，引進(jìn)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)

在影響掘進(jìn)速度的眾多因素中，掘進(jìn)裝備的水平是其中非常重要的一個(gè)因素。煤巷和半煤巖巷多采用懸臂式掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行作業(yè)，然而這種掘進(jìn)設(shè)備的支護(hù)方式采用的是氣動(dòng)式錨桿鉆機(jī)或液壓錨桿鉆機(jī)，需要人工操作多項(xiàng)環(huán)節(jié)，工藝較為落后，低水平的掘進(jìn)機(jī)使得掘進(jìn)的速度受到了一定程度的限制，從而使得高產(chǎn)高效的作業(yè)無法實(shí)現(xiàn)。在地質(zhì)狀況可承受的范圍內(nèi)，可采用綜合機(jī)械化程度更高的設(shè)備掘進(jìn)煤巷、半煤巖巷。目前，作業(yè)中最常用到的兩種掘進(jìn)技術(shù)分別是巷道連續(xù)掘進(jìn)技術(shù)和懸臂綜合性掘進(jìn)技術(shù)，這兩種技術(shù)的運(yùn)用令巷道快速掘進(jìn)的速度提高了許多。在進(jìn)行施工之前，施工管理人員可以將國外的一些領(lǐng)先的技術(shù)進(jìn)行引進(jìn)，吸取其精華，借鑒他們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)對(duì)支護(hù)、掘進(jìn)、運(yùn)輸各環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)踐研究，合理優(yōu)化，提高單進(jìn)水平。

2.2?氣腿式鑿巖機(jī)巖巷掘進(jìn)

液壓鉆車的購置成本較高，而且對(duì)地質(zhì)條件的適應(yīng)性很差。很多煤礦多采用氣腿式鑿巖機(jī)，配備耙斗裝巖機(jī)來進(jìn)行巖巷掘進(jìn)作業(yè)，其優(yōu)勢(shì)是：①實(shí)現(xiàn)了多個(gè)工序的平行作業(yè)，破巖的效率相對(duì)較高;②工藝比較成熟，對(duì)地質(zhì)條件的適應(yīng)性強(qiáng)，鑿巖和打眼受掘進(jìn)斷面尺寸的影響較小;③破巖效率總體較高，在正常作業(yè)的情況下，掘進(jìn)量為

30～40m3/h。

由于氣腿式鑿巖機(jī)的體積相對(duì)較小，在井下移動(dòng)也相對(duì)容易。與氣腿式鑿巖機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)相比，其缺陷也相當(dāng)明顯，主要體現(xiàn)在作業(yè)時(shí)自動(dòng)化程度低，不能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化裝巖，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大，掘進(jìn)的安全性也相對(duì)較差。這限制了其掘進(jìn)速度，導(dǎo)致其只適用于一些小斷面巖巷的掘進(jìn)。

2.3?改善爆破技術(shù)

據(jù)現(xiàn)有的情況來看，我國用于煤礦爆破的技術(shù)用的最為廣泛的是淺孔爆破，這種技術(shù)存在著一定的弊端，例如工作效率不高、同樣的工序，循環(huán)進(jìn)度小。為了進(jìn)一步提高巷道掘進(jìn)的速度，在爆破技術(shù)方面就需要進(jìn)行一定的改善，就淺孔爆破這種技術(shù)的缺陷進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)孔徑和孔深這兩方面進(jìn)行創(chuàng)新。中深、超深孔爆破，應(yīng)是今后發(fā)展的方向，中深孔爆破技術(shù)主要用在露天礦山的開采中，可以針對(duì)不同的條件來選擇相應(yīng)的開采方式，例如正規(guī)臺(tái)階、輕型淺孔鉆臺(tái)階、中深孔簡(jiǎn)易臺(tái)階等。中深孔爆破不僅能將淺孔爆破存在的問題解決掉，而且能夠改善礦山的生產(chǎn)狀況，擁有安全保障程度高、爆破周期長、開采能力大等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然深孔鑿巖設(shè)備，巷道周邊眼控制巷道成型，也是急需解決的問題，上述問題解決后，巖巷掘進(jìn)速度有望得到大幅提升。

結(jié)語

隨著煤礦開采強(qiáng)度的增加，采掘接替緊張問題已經(jīng)成為限制煤炭產(chǎn)量進(jìn)一步提升的關(guān)鍵。要想緩解采掘接替緊張的問題，就要實(shí)現(xiàn)巷道的快速掘進(jìn)。煤巷快速掘進(jìn)問題已經(jīng)解決了，但巖巷的快速掘進(jìn)仍是難點(diǎn)。對(duì)于巖巷的掘進(jìn)，多采用鉆爆法和綜合機(jī)械化掘進(jìn)法，2種方法的適用范圍不同。由于鉆爆法的原理相對(duì)簡(jiǎn)單，技術(shù)難度低，因此，文中重點(diǎn)分析了機(jī)械化掘進(jìn)法，并提出了一些實(shí)現(xiàn)巖巷快速掘進(jìn)的方法。巖巷的掘進(jìn)可以分為3種：①采用高效率的全液壓鉆機(jī)掘進(jìn)巖巷。在地質(zhì)構(gòu)造等正常的情況下，巷道的月進(jìn)尺可達(dá)到數(shù)千米。②中小型礦井采用氣腿式鑿巖機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)，巷道的月進(jìn)尺可以達(dá)到幾十到百米左右。③大斷面掘進(jìn)采用綜掘法，掘進(jìn)速度快，安全性高，是巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)日后的發(fā)展方向。

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