巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)研究與應(yīng)用

時萌萌 李曉亮

摘 要：眾所周知，巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)關(guān)系著煤礦的建設(shè)和生產(chǎn)，其技術(shù)水平的高低直接影響到相關(guān)工序之間的銜接。文章首先分析了制約巖巷快速掘進(jìn)的相關(guān)要素，重點(diǎn)論述巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，總起來說巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用對提高煤礦的產(chǎn)量具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：煤礦；巖巷掘進(jìn)；技術(shù)應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.081

0 引言

巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)是指在采掘生產(chǎn)過程中采用科學(xué)合理的掘進(jìn)破巖、支護(hù)和裝運(yùn)技術(shù)，對施工中的各道工序進(jìn)行科學(xué)管理，使各個工序用時達(dá)到最少，同時保證工序之間的銜接順暢，從而充分發(fā)揮巷道施工中的技術(shù)優(yōu)勢和管理優(yōu)勢。快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用特別有利于緩解施工中接替緊張的局面，更有利于實(shí)現(xiàn)煤礦的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展。

1 制約巖巷快速掘進(jìn)的要素分析

巖巷掘進(jìn)這種施工流程是系統(tǒng)性的，其中，煤礦的地質(zhì)構(gòu)造、掘進(jìn)裝置的科學(xué)技術(shù)水平、采掘技術(shù)能力、煤礦的組織管理與不間斷的施工步驟等是影響掘進(jìn)速度的要素。

1.1 地質(zhì)架構(gòu)

制約煤礦巖巷掘進(jìn)速度的一個重要因素是地質(zhì)架構(gòu)，其牽涉到掘進(jìn)層涌出水量、煤礦結(jié)構(gòu)、底板和頂板板塊是不是穩(wěn)定、煤巖的堅硬程度等，上述的因素會對煤巖巷道的掘進(jìn)速度產(chǎn)生顯著的影響作用。倘若頂部板塊具備較為穩(wěn)定的環(huán)境，那么在采掘的時候，中頂部存在較大的間距，進(jìn)而有利于支護(hù)，從而大大地提升掘進(jìn)效率，相反就會使巖巷的掘進(jìn)效率降低。

1.2 掘進(jìn)裝置

雖然我國持續(xù)地更新與發(fā)展掘進(jìn)裝置，可是整體性能還是比較低，機(jī)械化水平欠缺，尤其是我國依舊沒有掌握掘進(jìn)裝置核心器件的精髓之處，這跟西方發(fā)達(dá)國家的相似裝置存在比較大的差距。像是雖然在輸送上，絕大多數(shù)煤礦企業(yè)的科學(xué)技術(shù)水平較高，但是在注漿和穿眼的過程中不少的企業(yè)依舊沒有實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，存在不少的人工操作，這使巖巷的掘進(jìn)速度受到嚴(yán)重地影響。

1.3 施工工藝技術(shù)

由于技術(shù)滯后的煤礦掘進(jìn)裝置，因此煤礦的施工工藝受到限制，這導(dǎo)致沒有有效地應(yīng)用一些新的支護(hù)工藝技術(shù)。當(dāng)前，我國不少的煤礦企業(yè)將新的大斷面棚型支護(hù)或復(fù)合支護(hù)應(yīng)用于施工的過程中，雖然存在比較大的斷面與強(qiáng)度，有助于配置、裝運(yùn)、通風(fēng)等，但是大斷面的施工存在較大的難度，缺少施工經(jīng)驗(yàn)，尤其是松軟質(zhì)地的煤層缺少支護(hù)經(jīng)驗(yàn)，如此一來，嚴(yán)重地影響了巖巷的掘進(jìn)效率。

2 巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用

2.1 光面爆破技術(shù)

在上個世紀(jì)的60年代，我國開始試驗(yàn)以及推廣預(yù)裂爆破與光面爆破。在70年的時候，在地下建筑、水利、煤礦行業(yè)等普遍地應(yīng)用光面爆破技術(shù)。尤其是在有效地統(tǒng)一錨噴支護(hù)技術(shù)以及光面爆破技術(shù)之后，這已經(jīng)是大大地完善了煤礦巖巷工程技術(shù)。在確保安全性和施工質(zhì)量、降低體力消耗、提升掘進(jìn)速度、減少消耗的材料上，都實(shí)現(xiàn)了理想的經(jīng)濟(jì)以及社會效益。近30年以來，我國日益大范圍地將光爆錨噴支護(hù)技術(shù)應(yīng)用于地下與煤礦工程當(dāng)中，且體現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢。簡言之，其優(yōu)勢是：一是光爆錨噴施工質(zhì)量高，使圍巖的破壞、松動、位移等發(fā)生的概率降低，提升了安全性。二是效率高，方便機(jī)械化的開展，從而實(shí)現(xiàn)工人勞動強(qiáng)度的降低。三是大大地節(jié)省了材料和成本。從實(shí)質(zhì)上來講，光面爆破就是通過獨(dú)特的裝藥構(gòu)造，選用科學(xué)的起爆次序以及光爆參數(shù)，從而開掘出光滑與平整的巖石壁面。

2.2 支護(hù)水平的提升技術(shù)

開挖巖巷之后務(wù)必實(shí)時地支撐圍巖，進(jìn)而避免巖石破碎導(dǎo)致冒落而制約安全與應(yīng)用。當(dāng)今，我國積極地倡導(dǎo)錨桿支護(hù)。錨桿支護(hù)是借助錨入圍巖的錨桿，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)圍巖力學(xué)狀態(tài)的改變，以使一個穩(wěn)定的巖石帶形成于巷道的周圍，通過圍巖和錨桿的一起作用實(shí)現(xiàn)巷道維護(hù)。相比較于架棚支護(hù)，錨桿支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)非常多，像是適應(yīng)能力強(qiáng)，存在較廣的應(yīng)用范圍；能夠使通風(fēng)阻力降低；工作安全；巷道變形情況少；減少支架的成本；有助于加速掘進(jìn)與一次成巷施工；輕便的錨桿能夠使工人的勞動強(qiáng)度降低；維護(hù)成本少；掘進(jìn)斷面小等。然而，錨桿難以對圍巖的風(fēng)化進(jìn)行有效地預(yù)防，不可以完全地避免錨桿和錨桿間裂隙巖石的剝落。為此，需要跟其它的支護(hù)手段相配合。近些年以來，應(yīng)用范圍較廣和發(fā)展速度較快的一種支護(hù)方式就是錨噴支護(hù)，能夠?qū)崿F(xiàn)理想的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。無論是由采區(qū)上山至同采巷道，還是由靜壓巷道至動壓巷道以及由穩(wěn)定的巖石巷道至破碎松軟帶的巷道都獲得了廣泛地應(yīng)用。與此同時，錨噴支護(hù)技術(shù)也能夠有效地維修巷道。

2.3 輸送系統(tǒng)的完善技術(shù)

在之前的煤礦巖巷掘進(jìn)技術(shù)當(dāng)中，電瓶車、絞車、扒裝機(jī)是主要的輸送方式。如此的輸送方式不但難以提高效率，而且面臨不少安全問題，這不利于管理巖巷的掘進(jìn)。為此，要想使巖巷掘進(jìn)技術(shù)能力增強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)輸送方式的優(yōu)化是關(guān)鍵的一個方面。在綜合分析固有的情況之后，能夠應(yīng)用膠帶輸送機(jī)，這樣不但可以使生產(chǎn)效率提升，而且還能夠避免出現(xiàn)安全問題。其優(yōu)勢重點(diǎn)體現(xiàn)在下面幾點(diǎn)上：通過自動化集中控制手段的膠帶輸送機(jī)便于操作和維護(hù)，由于參與作業(yè)的工作者數(shù)量大大地減少，不但能夠節(jié)省輸送成本，而且使輸送的安全性大大地提升；優(yōu)化了膠帶輸送機(jī)的輸送方式，運(yùn)矸能夠在上層開展，運(yùn)料能夠在下層開展，如此的輸送方式可以不間斷地輸送矸石，從而使人工的勞動強(qiáng)度大大地減輕，以及使巖巷掘進(jìn)管理的安全性大大地提升；膠帶輸送機(jī)具備緊湊的結(jié)構(gòu)，應(yīng)用的配件組成少，為此在輸送的時候耗能比較少，可以實(shí)現(xiàn)降低消耗的目標(biāo)。

3 結(jié)論

總之，巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)是現(xiàn)階段礦井生產(chǎn)中主要應(yīng)用的生產(chǎn)手段，而在巖巷作業(yè)過程中，會受到多種因素的干擾而影響到生產(chǎn)的進(jìn)程，所以需要制定相應(yīng)的措施進(jìn)行改進(jìn)。在改進(jìn)巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)的過程中，還要充分地考慮到安全管理的問題，確保煤礦生產(chǎn)安全有序的進(jìn)行，為我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。

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作者簡介：時萌萌（1988-），男，山東單縣人，本科，助理工程師，主要從事工程技術(shù)管理工作。