劉勝宇

摘要：煤礦井巷生產(chǎn)作業(yè)條件非常艱苦，各種安全隱患的威脅時時刻刻都有，屬于能源領(lǐng)域中典型的高危行業(yè)。煤礦井巷地質(zhì)條件復(fù)雜，受通風(fēng)、瓦斯、火災(zāi)、煤粉塵等不利因素的制約，要提高生產(chǎn)效率并不是一件容易的事情。近年來科技水平的進(jìn)步，讓快速掘進(jìn)技術(shù)在煤礦井巷生產(chǎn)作業(yè)中得到了普遍應(yīng)用，在提高生產(chǎn)效率方面發(fā)揮了積極作用，但也暴露出了一些不足之處。

關(guān)鍵詞：煤礦井巷;快速掘進(jìn)技術(shù);應(yīng)用

1煤巷快速掘進(jìn)的影響因素

1.1巷道環(huán)境條件

巷道環(huán)境條件是影響煤巷掘進(jìn)效率和安全的基本因素。這一因素對巷道開挖施工影響最直接、最強(qiáng)烈。當(dāng)巷道巖層硬度較高時，巷道掘進(jìn)難度增大，掘進(jìn)設(shè)備的磨損在整個掘進(jìn)施工中更加明顯，嚴(yán)重影響煤巷掘進(jìn)的效率和質(zhì)量。值得注意的是，在巷道施工中還存在一些滲水、瓦斯積聚的問題。這些實(shí)際巷道環(huán)境直接影響著煤巷掘進(jìn)的安全。

1.2隧道設(shè)備性能

在巷道掘進(jìn)施工中，掘進(jìn)設(shè)備的性能會影響巷道掘進(jìn)速度，是影響巷道掘進(jìn)的主要因素。與發(fā)達(dá)國家相比，我國礦山企業(yè)巷道掘進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用還不夠先進(jìn)。以重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)為例，我國在該設(shè)備的研發(fā)方面缺乏自主技術(shù)，嚴(yán)重制約了掘進(jìn)設(shè)備的更新?lián)Q代，影響了巷道掘進(jìn)效率。

1.3開挖支護(hù)技術(shù)

采礦本身屬于高風(fēng)險行業(yè)，支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用直接關(guān)系到采礦過程的安全。新時期，我國對工業(yè)安全生產(chǎn)提出了更高的要求。在煤巷掘進(jìn)中，科學(xué)合理地進(jìn)行煤巷掘進(jìn)施工是十分必要的。但是，結(jié)合煤巷掘進(jìn)的現(xiàn)狀，我國礦山企業(yè)在煤巷掘進(jìn)中的支護(hù)技術(shù)應(yīng)用滯后，使得巷道支護(hù)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于煤巷掘進(jìn)速度。另外，需要注意的是，許多煤巷開挖支護(hù)是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)完成的，導(dǎo)致支護(hù)錨桿鉆孔、偏位等問題，影響整體支護(hù)質(zhì)量。

2煤礦井巷快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用措施

2.1加強(qiáng)井巷地質(zhì)預(yù)測

煤礦井巷地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，而且每個井巷的復(fù)雜情況還各不相同，比如斷層、構(gòu)造帶等。如果對這些情況不能較為全面、準(zhǔn)確的掌握，不僅快速掘進(jìn)技術(shù)的優(yōu)勢得不到發(fā)揮，甚至可能威脅到礦山的安全生產(chǎn)和礦工的生命健康。所以，為了保證快速掘進(jìn)技術(shù)的正常應(yīng)用，必須要先做好井巷地質(zhì)預(yù)測工作，提升預(yù)測科學(xué)水平，為應(yīng)用快速掘進(jìn)技術(shù)掃平道路。比如利用巷探、鉆探、三維物探等技術(shù)對井巷斷層、構(gòu)造帶進(jìn)行信息探測，能降低地質(zhì)因素對快速掘進(jìn)技術(shù)的不利影響。

2.2掘進(jìn)機(jī)工作參數(shù)優(yōu)化

選擇綜合性能較突出的掘進(jìn)機(jī)，能切實(shí)提升煤巷的掘進(jìn)速度，保證煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。在掘進(jìn)機(jī)選擇中，不僅要考慮礦井的地質(zhì)條件，而且需對施工環(huán)境進(jìn)行有效分析，以此來確定掘進(jìn)的種類。譬如，在新時期可選擇全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行施工。當(dāng)煤巷巷道圍巖的硬度超過80MPa時，若采用傳統(tǒng)的懸臂式掘進(jìn)機(jī)，其施工掘進(jìn)基本上是“0”進(jìn)尺，而且截齒消耗嚴(yán)重，但當(dāng)采用全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)時，能實(shí)現(xiàn)200MPa巖石地層的快速掘進(jìn)，掘進(jìn)速度較快。在巷道掘進(jìn)施工中，還需要結(jié)合具體的工況，對掘進(jìn)機(jī)的開機(jī)率、掘進(jìn)速度等參數(shù)進(jìn)行控制，以此來延長掘進(jìn)機(jī)的有效工作時間。

值得注意的是，設(shè)備的匹配程度對于煤巷掘進(jìn)效率、安全性具有較強(qiáng)的制約作用。在掘進(jìn)機(jī)工作參數(shù)優(yōu)化中，還需要提升設(shè)備之間的匹配程度?，F(xiàn)階段，煤巷掘進(jìn)中需要匹配的設(shè)備系統(tǒng)較多，應(yīng)從掘進(jìn)、支護(hù)和運(yùn)輸三個環(huán)節(jié)開展設(shè)備的匹配度管理，實(shí)現(xiàn)煤礦巷道作業(yè)的最優(yōu)控制。

2.3靈活運(yùn)用掘進(jìn)技術(shù)

煤礦井巷快速掘進(jìn)設(shè)備有別于常規(guī)掘進(jìn)設(shè)備之處，除了設(shè)備本身所具有的技術(shù)性能指標(biāo)優(yōu)勢之外，對能否將掘進(jìn)技術(shù)與井巷地質(zhì)條件貼合應(yīng)用也有極高的要求。通常來說，技術(shù)性能指標(biāo)越高的掘進(jìn)設(shè)備，對作業(yè)條件與技術(shù)應(yīng)用配合度的要求往往也越苛刻?？焖倬蜻M(jìn)設(shè)備的關(guān)鍵優(yōu)勢在“快速”上。因此，要想讓它的優(yōu)勢得到有效發(fā)揮，就必須要結(jié)合井巷具體地質(zhì)條件的特殊性，采取靈活的技術(shù)應(yīng)用手段，這樣才能體現(xiàn)設(shè)備性能的最佳優(yōu)勢。比如在地質(zhì)條件良好的作業(yè)環(huán)境中，可以采取中間進(jìn)道、四周片幫的方式來促進(jìn)掘進(jìn)效率的提高;而對于工作面頂板則應(yīng)采取分次分割技術(shù)來控制空頂時間，這樣更有利于井巷作業(yè)的安全?？傊?，在具體掘進(jìn)作業(yè)中只要能夠結(jié)合井巷地形地貌特征，采取差異性的進(jìn)道方式，就可以較好地提升掘進(jìn)設(shè)備工作效率，并提高設(shè)備的使用壽命。

2.4掘錨一體化技術(shù)

落煤、裝煤以及支護(hù)是煤巷掘進(jìn)工序的三個主要環(huán)節(jié)[4]。當(dāng)使用不同設(shè)備時，煤礦掘進(jìn)設(shè)備的開機(jī)率會受到影響，同時受設(shè)備配套性因素的影響，設(shè)備的掘進(jìn)速度會受到較大阻礙?；诖?，應(yīng)重視掘錨一體化技術(shù)的規(guī)范應(yīng)用。在掘錨一體化下，應(yīng)通過引入掘錨機(jī)來解決工序之間的影響作用，提升掘進(jìn)的速度。值得注意的是，現(xiàn)階段我國在掘錨機(jī)生產(chǎn)中尚顯不足，但國外引入的掘錨機(jī)與國內(nèi)礦井生產(chǎn)設(shè)計存在一定差異，故而還需進(jìn)行掘錨一體化技術(shù)的深入研究，尤其是要重視掘錨機(jī)的研究和生產(chǎn)。

2.5優(yōu)化升級運(yùn)輸系統(tǒng)

運(yùn)輸系統(tǒng)是保證煤礦生產(chǎn)經(jīng)營效益的重要渠道。高效、穩(wěn)定、安全的運(yùn)輸系統(tǒng)是保證快速掘進(jìn)技術(shù)的重要環(huán)節(jié)。如果交通系統(tǒng)緩慢、落后、擁擠、缺乏安全性，那么快車道駕駛技術(shù)在道路上的應(yīng)用就不能形成良好的閉環(huán)。例如，在傳統(tǒng)的道路運(yùn)輸方式中，主要使用絞車和扒手裝載機(jī)。如果是常規(guī)開挖作業(yè)，這種運(yùn)輸方式仍然可以保持有效運(yùn)行，但如果是快速開挖作業(yè)，這種運(yùn)輸方式將暴露效率不足的缺陷。因此，為了實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)技術(shù)的良好應(yīng)用，必須對原有的運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化、升級和改造。例如，改進(jìn)后的帶式輸送機(jī)的輸送能力已大大提高。技術(shù)先進(jìn)，自動化水平也較高，結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性強(qiáng)，易于維護(hù)、保養(yǎng)、檢修和測試。產(chǎn)量比和性價比都有了很大的提高。

2.6改進(jìn)支持技術(shù)管理

中國的煤礦開采通常以地下作業(yè)為主。受地質(zhì)構(gòu)造條件限制，符合露天開采的礦山很少。為了完成大型地下采煤作業(yè)，大量的巷道開挖是必不可少的施工工序。為了保證巷道掘進(jìn)的安全，保證采出的煤炭能夠快速運(yùn)輸?shù)降孛妫仨殞ο锏肋M(jìn)行支護(hù)。完善的巷道支護(hù)技術(shù)一方面可以保持巷道的通暢和圍巖的穩(wěn)定;另一方面，它還可以減緩和減少圍巖的移動，確保巷道斷面不會因外力擠壓而變小，防止散落或損壞的圍巖坍塌。由此可見，要實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)技術(shù)的生產(chǎn)運(yùn)營，必須加強(qiáng)巷道支護(hù)技術(shù)管理，提高巷道支護(hù)技術(shù)水平，確保巷道支護(hù)技術(shù)能夠滿足快速掘進(jìn)技術(shù)的生產(chǎn)運(yùn)營需要。例如，合理的錨桿支護(hù)技術(shù)管理可以有效地保證巷道支護(hù)性能的穩(wěn)定和運(yùn)輸安全，促進(jìn)巷道支護(hù)技術(shù)與快速掘進(jìn)技術(shù)的合理銜接，促進(jìn)快速掘進(jìn)生產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

結(jié)論

煤巷高效快速掘進(jìn)對于提升煤礦企業(yè)生產(chǎn)效益具有深刻影響。新時期，煤礦企業(yè)生產(chǎn)人員只有充分認(rèn)識到煤巷掘進(jìn)的影響因素，然后基于當(dāng)前煤巷掘進(jìn)技術(shù)，進(jìn)行掘進(jìn)、支護(hù)和運(yùn)輸技術(shù)的系統(tǒng)優(yōu)化，并深化優(yōu)化后的技術(shù)在項(xiàng)目實(shí)踐中的應(yīng)用，這樣才能真正提升煤巷高效快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用水平，保證煤礦生產(chǎn)效率與安全，并促進(jìn)整個采礦行業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[4]王樹斌.淺析煤礦開采工藝及巷道快速掘進(jìn)的措施[J].中國科技投資，2019（12）：127.