我國煤礦巷道掘進技術現(xiàn)狀與發(fā)展

摘 要：本文闡述了我國煤礦不同巖性的高效掘進工藝和設備的發(fā)展現(xiàn)狀，在此基礎上指出了目前我國煤礦在設備上與外國還存在一定的差距，采掘不平衡也是影響掘進的重要因素。本文最后指出發(fā)展掘錨平行作業(yè)是緩解采掘失調(diào)的重要途徑;同時，發(fā)展煤巷快速掘進的地質(zhì)保障關鍵技術和適應不同斷面和巖性的各類高效掘進機，提高掘進機的穩(wěn)定性和自動化水平，適應不同地質(zhì)條件變化下的巷道掘進工作是今后煤礦巷道掘進發(fā)展的重點方向。

關鍵詞：高效掘進;采掘失調(diào);掘錨平行作業(yè)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.034

1 煤礦高效掘進現(xiàn)狀

1.1 煤巷高效掘進技術

20世紀80年代以來，我國的礦井設計對開拓巷道和采準巷道進行了革新，將其布置在煤層中，取代了巖石集中巷布置式，從而大幅增加了煤巷在井巷工程中的比例。目前，我國煤礦掘進巷道中煤巷占據(jù)很大的比例，煤巷掘進速度直接影響著工作面采掘接替。采掘關系協(xié)調(diào)一直是煤炭生產(chǎn)過程中急需解決的重要課題，現(xiàn)階段煤礦朝著智能化、機械化方向發(fā)展，大型采煤機的引進使采煤工作面推進速度不斷加快，但掘進設備更新速度跟不上煤礦發(fā)展需求，這就要求煤巷掘進速度大幅提高[1]。

近幾年，國產(chǎn)掘進機在煤巷掘進中實際年進尺約為600～8000m，基本能夠滿足煤巷高效掘進的需要。雖然懸臂式掘進機在我國重點煤礦發(fā)揮著重要作用，但由于掘進和支護不能平行作業(yè)，影響了掘進速度的提高。

1.2 半煤巖巷高效掘進技術

由于煤礦巷道掘進中地質(zhì)條件的不斷變化，因此煤礦還有大量的半煤巖巷道掘進需求，單一的煤巷掘進機不能夠滿足使用要求。我國重點煤礦半煤巖巷的掘進設備基本上采用半煤巖懸臂式掘進機，半煤巖掘進機以中型和重型兩種機型為主[2]。

1.3 巖巷高效掘進技術

巖巷掘進設備主要是適應截割f≥8的巖巷掘進。目前，國內(nèi)煤礦巖巷施工仍以鉆爆法為主，巖巷懸臂式掘進機在我國仍處于試驗階段。其中，鉆爆法為主的巖巷機械化作業(yè)線，主要有氣腿式鑿巖機配耙斗式或鏟斗式裝巖機作業(yè)線和全液壓鉆車配側(cè)卸裝巖機作業(yè)線。

2 存在的不足

2.1 采掘關系失調(diào)

目前，采掘關系是制約煤礦生產(chǎn)建設中的關鍵矛盾，掘進效率低，導致采、掘比例失調(diào)，制約著煤礦安全高效生產(chǎn)。在整個掘進施工過程中，支護是用時最長、影響快速掘進最大的主要環(huán)節(jié)，它直接影響施工質(zhì)量和施工速度。影響支護速度的主要因素有：①地質(zhì)條件變化，隨著掘進的推進，地質(zhì)條件的不斷變化影響著支護參數(shù)的變化，地質(zhì)條件復雜的巷道，不僅支護要求高，而且支護難度大，從而影響支護作業(yè)速度;②頂、幫錨施工不能平行作業(yè)。由于控頂距要求支護必須緊跟迎頭，因此頂幫錨不能同時施工，極大地增加了支護時間。③目前我國很多煤礦的錨桿支護主要為氣動回旋式錨桿鉆機，這種鉆機用人多，工作繁重，效率低，急需改革。

2.2 我國煤礦掘進機與國外的差距

與國際先進水平相比，我國在用煤礦掘進機破巖能力、適應性及穩(wěn)定性等方面還存在一定的不足。硬巖截割中，掘進機通常出現(xiàn)截割部抖動和破巖能力不足的現(xiàn)象，是目前掘進機遇到的技術瓶頸之一。在地質(zhì)條件變化較大的掘進巷道中，掘進機爬坡能力、破巖能力，整機的穩(wěn)定性和適應性仍存在一定的不足。不同用途的巷道，斷面不同，掘進機不能滿足小斷面和超大斷面的掘進需求。小斷面和超大斷面仍需要通過鉆爆法進行掘進施工。

2.3 煤礦高效掘進設備的合理布置與安排

煤礦高效掘進裝備不僅包括掘進機和支護設備，還包括配套運輸、通風除塵、供電系統(tǒng)等，這些設備能力必須相互適應。每種設備都可能成為影響煤礦高效掘進的重要因素。

3 展望

3.1 掘錨平行作業(yè)

掘進機后進行設備臨時支護，并創(chuàng)新快速支護工藝、設備，實現(xiàn)巷道快速支護，降低支護時間在掘進過程中的比例;發(fā)展技術密集、系統(tǒng)化成套設備，實現(xiàn)“掘、支、錨、運、探”一體化、自動化[3]。

3.2 發(fā)展高效掘進設備

發(fā)展適應不同斷面和巖性及地質(zhì)條件的一系列高效掘進機，提高掘進機的工作可靠性，穩(wěn)定性，提高整機自動化水平，增強掘進機在巷道工作中對不同地質(zhì)條件變化的適應性;發(fā)展配套運輸、通風除塵、供電設備，保障巷道掘進的穩(wěn)定進行。發(fā)展新材料，用于破巖鉆頭，提高鉆頭的耐磨性，延長鉆頭使用壽命。

3.3 煤巷快速掘進的地質(zhì)保障關鍵技術

巷道掘進施工過程中，地質(zhì)條件是不斷變化的。發(fā)展地質(zhì)超前探測和探測結(jié)果的三維可視化快速顯示等技術，通過此技術可以提前采取相應措施，保障巷道掘進順利進行。

參考文獻：

[1]張文玉.煤礦巷道掘進技術現(xiàn)狀及發(fā)展[D].2014年全國科技工作會議論文集，北京：[出版者不詳]，2014.

[2]王虹.我國煤礦巷道掘進技術和裝備的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].煤炭科學技術，2010，38（01）：57-58.

[3]趙學社.煤礦高效掘進技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].煤炭科學技術，2007，35（04）：1-10.

作者簡介：趙思敏（1989-），男，山東鄆城人，研究生，技術員，從事煤礦巷道掘進、巷修工作。