我國煤礦巖巷安全高效掘進技術(shù)現(xiàn)狀與展望研究

田亮生 滕光華

摘 要：煤礦巖巷為我國經(jīng)濟建設(shè)提供了豐富的資源支持，保障了經(jīng)濟快速穩(wěn)定的發(fā)展趨勢。掘進技術(shù)是煤礦巖巷開采過程中需要用到的核心技術(shù)，如今，煤炭資源的需求量仍然在不斷增加，在很大程度上加快了煤礦巖巷掘進技術(shù)的發(fā)展，但是也更加凸顯了這一技術(shù)的應(yīng)用過程中所面臨的問題，比如其安全性有效有待提高，其開采效率也要增強，才能滿足當前經(jīng)濟發(fā)展的要求。為此，保證煤礦開采量的同時，發(fā)展安全高效的掘進技術(shù)成為重要內(nèi)容。本文對煤礦巖巷掘進技術(shù)的現(xiàn)狀進行了分析，并對其未來的發(fā)展方向進行了展望。

關(guān)鍵詞：煤礦巖巷;挖掘技術(shù);現(xiàn)狀;展望

引言

煤礦巖巷的掘進是一項非常專業(yè)的、工程量較大的工作，不僅需要掘進人員有豐富的工作經(jīng)驗和專業(yè)的知識儲備，還需要有先進的施工設(shè)備和科學的施工技術(shù)。掘進工作面臨著環(huán)境具有較大的風險性，因此掘進技術(shù)的安全性是保障施工進度和人員安全的重點，其次掘進工作往往進展緩慢，如何提升掘進效率，及時供應(yīng)社會建設(shè)所需要的煤炭資源，也是在技術(shù)改革中需要考慮的重點問題。所以，設(shè)備性能的優(yōu)化，技術(shù)的創(chuàng)新是提高煤炭總產(chǎn)值的必要條件。

一、煤礦巖巷掘進技術(shù)現(xiàn)狀

當前的煤礦巖巷掘進技術(shù)隨著經(jīng)濟、科技等發(fā)展較之以前已經(jīng)有了很大的改進，現(xiàn)階段應(yīng)用的掘進技術(shù)主要有三種。第一種是煤巷掘進，在所有的掘進技術(shù)中，這項技術(shù)應(yīng)用頻率最高，主要涉及領(lǐng)域為煤炭回采，但是需要注意的是這項技術(shù)應(yīng)用時容易出現(xiàn)煤層塌陷的情況而導致煤巷閉塞等事故，因此前期要認真考察，操作時控制好煤層的支撐力，避免事故發(fā)生。第二種是巖巷掘進，這項技術(shù)的功能是開辟煤炭回采通道，操作時要保證通道空間的支撐牢固，環(huán)境安全。第三種是混合式掘進，這是三種技術(shù)中最為復雜的一種形式，但是可以加快工作效率，只是需要考慮的因素更多。比如，巖巷掘進只需要考慮巖巷的穩(wěn)定，煤巷掘進的開采規(guī)模比較大，而混合式掘進不僅要考慮巖巷穩(wěn)定，還要科學的控制開采規(guī)模，更需要注意煤炭、巖層的合理分離[1]。此外，巖巷掘進還包括三種常見的方式，一種是綜合機械掘進，常應(yīng)用于國有大型煤礦的開采工作中，對機械設(shè)備的性能、技術(shù)等要求比較高，而且需要的成本比較大，如果煤炭企業(yè)的經(jīng)濟狀況不好，一般難以承擔這項技術(shù)的成本消耗。第二種是掘錨式掘進，這種方式在應(yīng)用時往往需要規(guī)模較大的掘進支護機制來配合，而且設(shè)備中會用到懸臂式的掘進機。第三種是連續(xù)型一體化流水線，設(shè)備中包括連續(xù)采煤機，同時施工采取的交叉換位的方式。

二、煤礦巖巷掘進的問題

煤礦巖巷掘進技術(shù)的應(yīng)用過程是比較復雜的，這些技術(shù)能否順利施展，發(fā)揮其作用，還受到很多問題的影響。其一，爆破參數(shù)的不合理設(shè)置，爆破參數(shù)是決定著爆破的范圍、力度和效果等，目前多數(shù)煤礦企業(yè)的掘進工作中繼續(xù)使用著傳統(tǒng)的爆破方法，但是最關(guān)鍵的爆破參數(shù)設(shè)置往往無法有效的把握，導致掘進工作進展緩慢、難度大、效果差等情況，常常需要二次反工，從而增加了工程成本，減少了效益。其二是技術(shù)選擇不恰當，煤礦開采的環(huán)境比較復雜，在施工前，企業(yè)需要對當?shù)氐牡刭|(zhì)情況進行詳細的勘探、分析，然后選擇合適的技術(shù)，在保證開采質(zhì)量、效率的基礎(chǔ)上降低對周圍環(huán)境的損害，同時防范周圍環(huán)境的不利影響。但是，很多企業(yè)只從表面上了解了各項技術(shù)的作用，而沒有結(jié)合實際的作業(yè)環(huán)境考慮，導致后續(xù)作業(yè)可能停滯，或者影響作業(yè)質(zhì)量[2]。其三是技術(shù)人員綜合素質(zhì)不高，在煤礦巖巷的掘進工作中，技術(shù)人員的綜合素質(zhì)起到了決定性的作用，他們是設(shè)備的操作者、技術(shù)的使用者，掘進技術(shù)效能的發(fā)揮一半以上的因素都與技術(shù)人員有關(guān)。然而，在實際工作中，企業(yè)往往忽視了對技術(shù)人員綜合素質(zhì)的考察和要求。首先，技術(shù)設(shè)備是不斷改進的，但是很多技術(shù)人員卻沒有同時掌握操作新設(shè)備、新技術(shù)的知識和技能，企業(yè)也沒有及時開展有關(guān)培訓，導致技術(shù)人員操作不熟練，存在操作風險，也無法保證工作效率。其次，技術(shù)人員的責任心、安全意識等薄弱，企業(yè)缺乏相關(guān)制度遵守，同時沒有設(shè)立全年的安全防護措施，導致技術(shù)人員作業(yè)過程中事故發(fā)生率高，容易受到人身傷害。

三、煤礦巖巷掘進技術(shù)展望

（一）優(yōu)化爆破技術(shù)

與爆破效果相關(guān)的因素主要有爆破的時差、炮眼的深度以及炮眼的利用率等，因此在優(yōu)化爆破技術(shù)的時候也可以從改進這些相關(guān)因素來考慮。目前，煤礦巖巷據(jù)掘進中應(yīng)用最為廣泛的爆破技術(shù)為中深孔爆破，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在操作便捷、需要的時間少、成本低等方面。在未來的掘進工作爆破領(lǐng)域，這項技術(shù)還會發(fā)揮更廣泛更大的作用。對此，研究人員還需要不斷的優(yōu)化這項技術(shù)，與實踐結(jié)合研究，在參數(shù)設(shè)置上更加適宜，同時對掏槽眼的深度、裝藥眼的間距以及裝藥量的選擇等進行合理的設(shè)定，發(fā)揮最佳的爆破效果。

（二）合理選擇工藝和組織

目前，可以用于煤礦巖巷掘進的施工工藝有很多種，每種工藝都有自己的特點，有優(yōu)勢和劣勢，但是在不同的環(huán)境下，這些優(yōu)勢和劣勢是可以轉(zhuǎn)化的，并不是絕對的。因此，為了使施工工藝可以發(fā)揮其最大的優(yōu)勢，在進行掘進工作前，相關(guān)人員需要到施工現(xiàn)場進行認真細致的勘察，了解周邊的環(huán)境以及當?shù)氐牡刭|(zhì)情況，然后結(jié)合工作要求來選擇最佳的工藝，從而提高工作質(zhì)量。此外，巖巷掘進時會用到很多的機械設(shè)備，這些設(shè)備需要通過科學的調(diào)控來相互配合，這就涉及到勞動組織形式，在選擇組織形式時要從施工安全性、施工質(zhì)量、施工效率等方面綜合考慮來實現(xiàn)最佳的效果[3]。合適的工藝和組織形式可以加快工作進度，提升掘進質(zhì)量，降低作業(yè)成本，對于促進掘進技術(shù)發(fā)展有重要價值。

（三）科學設(shè)計錨桿支護參數(shù)

錨桿支護參數(shù)是巖巷掘進工作的一項重要指標，對于工作方向、方法等有參考和指導意義。支護對巖巷掘進的工作速度有較大影響，支護參數(shù)有永久性和非永久性，非永久性參數(shù)如果設(shè)計的太大，就會使工作量增長而加大難度和進度，永久性支護參數(shù)如果設(shè)計的太小，可能會導致工作過程種巖層坍塌，引發(fā)安全事故。因此，錨桿支護參數(shù)的設(shè)計是否科學，直接影響著錨桿的安裝是否合理、正確，以及掘進工作的安全性和速度。如何確定錨桿支護參數(shù)呢？首先要了解巖巷的支護密度，考慮其支護能力，然后設(shè)計出較為合理的支護參數(shù)。其次，支護參數(shù)必須要通過實驗來測定其是否適用于實際工作，驗證其能否達到工作要求，而不是未經(jīng)實驗就盲目應(yīng)用。當前，全長樹脂錨桿的應(yīng)用越來越普遍，這種錨桿的支護設(shè)計比較科學，在多數(shù)巖巷掘進支護種都能發(fā)揮較好的效果，可以推廣使用。隨著科技的發(fā)展，未來還會研發(fā)出更多錨桿類型來替代現(xiàn)在的支護技術(shù)，優(yōu)化掘進效果，但就現(xiàn)狀而言，這項工作還需要很多設(shè)計人員堅持不懈的努力研究來實現(xiàn)。

四、結(jié)束語

未來的煤炭開采工作面臨的環(huán)境更加復雜，而社會經(jīng)濟建設(shè)的速度還在不斷加快，對于煤炭資源的需求量也在增長。在此背景下，煤礦巖巷的掘進技術(shù)面臨著更要的挑戰(zhàn)。要想保證煤炭巖巷掘進工作跟上時代發(fā)展的腳步和要求，工作人員需要積極提升自身素質(zhì)，重視現(xiàn)階段這項工作中的問題，并制定可行的未來規(guī)劃，積極有效的設(shè)計解決方案，優(yōu)化掘進技術(shù)，提升掘進質(zhì)量，保證煤炭開采的數(shù)量和效率，促進我國煤炭開采事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻：

[1]陳玉章. 煤礦巖巷安全高效掘進技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展研究[J]. 山東工業(yè)技術(shù)， 2019， 000（007）：78.

[2]黃文勝. 煤礦巖巷快速掘進技術(shù)研究與應(yīng)用[J]. 商品與質(zhì)量， 2018， 000（018）：228.

[3]徐玉晨.關(guān)于巖巷快速掘進技術(shù)的研究與應(yīng)用[J]. 山東工業(yè)技術(shù)， 2019， 000（004）：104.