实现煤矿巷道快速掘进对于提高井下开采工作质量的意义

[摘 要]巷道掘进在煤矿开采和建设中是十分重要技术之一。巷道掘进的速度对于煤炭开采的效率有着至关重要的影响。要实现煤矿巷道的快速掘进就要采用先进的设备和机械，因此使用综合机械化掘进在煤矿生产中有着重要的作用。文章从采用综合化机械设备掘进的必要性入手，具体分析采用综合化机械掘进实现煤矿巷道快速掘进对于提高井下开采工作质量的意义，以期对煤矿掘进工作的发展起到一定的积极作用。

[关键词]煤矿巷道；煤矿掘进；工作效率

中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）42-0050-02

我国的煤炭资源储量与世界很多国家相比是具有很大的优势的，但是我国的煤炭资源大多存储于较深的地质地壳中，适合露天开采的煤炭储量相当稀少，大致占据我国总煤炭储量的7.1%。因此要成功获得大量的煤炭资源，就必须采取地下开采的方式，然而地下开采时煤矿巷道掘进技术受到很多因素的影响，严重制约了煤矿开采的进程。而使用综合机械化煤矿巷道掘进可以提高掘进速度，还可以减少而人力成本的使用，能够有效的提高工作效率。综合机械化设备掘进巷道成形佳、安全系数高，可以降低巷道维护成本，提高煤矿开采的安全系数。其满足了现代煤矿企业生产速度的需求，提高了掘进速度，增加了企业的经济效益。本文首先分析了煤矿巷道掘进技术的影响因素，并介绍了综合化机械设备掘进技术及其必要性，提出了煤矿巷道安全掘进的具体措施，并分析了实现煤矿巷道快速掘进对于提高井下开采工作质量的意义。

1.煤矿巷道掘进技术的的影响因素

煤矿巷道掘进作为一项高技术含量的工程施工技术，在工程施工过程中受到许多因素的干扰。这些影响因素倘若为积极正面的，就有利于煤矿巷道掘进工作的顺利开展，加快工作工程进度，提高采煤工作效率；倘若这些影响因素是消极负面的，将阻碍煤矿巷道掘进工作，延误工程进度，降低采煤工作效率。因此有效分析煤矿巷道掘进技术的影响因素，能够帮助人们改变不利负面的因素，克服消极的干扰因素。目前笔者归纳出影响煤矿巷道掘金技术的影响因素主要有地质构造、掘进设备装备水平、煤矿巷道的掘进工艺水平以及施工管理水平等四个方面的因素。

1.1 地质构造因素

地质构造是指地球地壳中岩层地壳运动发生变形、变位、移动等作用时遗留下来的构造形态。地质构造是影响煤矿掘进的最关键的因素，尤其是采煤工作面中的煤岩硬度、围岩节理、褶皱形态、断层霹理以及各种那个面状或线状的地质构造等因素，同时岩层中的顶板的稳定性、CH4的含量以及涌水量也对煤矿巷道掘进产生重要的影响。煤炭处于良好、稳定的地质构造条件中可以快速实现掘进工作，提升工作进度，提高采煤工作效率；反之若处于复杂的地质条件中，会严重制约采煤工作进度，影响采煤工作效率。比如煤矿内部的岩石非常坚硬，就会大大增加掘进难度；若岩层的顶板稳定性状态极佳，能够为采煤工作巷道提供稳定牢固的支护措施，再加上掘进和支护属于同时作业，稳定强的顶底板可以大大提升掘进机的掘进效率。倘若有的煤层岩石有断层、褶皱霹理等发育，当煤矿巷道掘进机在掘进过程中，很容易引发煤层厚度变化，在变化的过程中就容易产生塌方、偏冒等事故，严重威胁到人身安全。CH4又称瓦斯，是煤矿开采过程中的强敌，我国许多肿大煤矿事故中，瓦斯爆炸占据绝大部分比例，可见瓦斯的危险性极高。在复杂的地质构造中，掘进机在不断掘进时会涌入大量的瓦斯气体，稍有不慎就会引发瓦斯爆炸，危害到施工人员的生命安全。

1.2 掘进设备因素

在社会经济和科学技术飞速发展的今天，巷道掘进的新设备、新技术日新月异，大大提升了煤矿巷道掘进的效率和速度。但是，纵观我国煤矿想到掘进设备和技术，不难发现，我国的巷道掘进技术和设备尚且没有实现全面的升级和换代，虽然各种掘进设备较为齐全，但是设备技术的性能较差，智能化水平低。与世界上许多国家相比，我国的煤矿巷道掘进技术和设备尚处于落后的阶段。美国、澳大利亚等国纷纷才用力连续煤矿机和掘锚机组，实现煤矿巷道掘进工作的自动化、高效化，这种设备不仅提升了巷道掘进速度，还有效提升了采煤工作效率。而我国尚在使用性能较差、故障率高、刀具消耗大、连续开机率低的掘进机，这种掘进机严重制约了煤矿巷道掘进速度。因此提升我国的掘进机械装备水平是推动我国煤矿巷道掘进发展的有效途径。

1.3 煤矿巷道掘进工艺因素

由于煤矿巷道的设备上的落后，导致想到施工工艺存在较大的缺陷。当前我国很多煤矿巷道开采地点都是采用掘进配套的支护设备，也就是方便掘进和支护同步进行的设备，但是这种设备具有一定的缺陷，它主要以单机锚杆钻机，这种锚杆每次都需要人工去安装，自动化差，影响施工进度。据有关调查数据显示，光是用在安装锚杆和制作支护措施上面的时间就占据整个巷道掘进工程时间的70%，可见这种工艺指导下巷道掘进工作效率到何种地步此外，在掘进机的连续开机速度也不尽理想，严重阻碍了掘进进程。

1.4 煤矿巷道施工管理水平因素

随着经济的发展，人们生活水平越来越高，对电力的需求量越来越大。然而电力资源短缺问题缺失横亘在我国人们面前的一大难题，而国家为了解决电力工序矛盾，大力采用火力发电，致使煤炭产量供不应求。一些煤炭开采企业为了追求高额的经济利益，盲目开采，全然不顾环境保护和社会经济可持续发展，一味提升煤碳产量和加快工程进度，忽视了煤炭开采中的质量安全问题，没有切实做好工程监督和作业规范，因此留下了令人难以设想的安全隐患。

2.综合化机械设备掘进的定义及其必要性

2.1 综合机械化设备掘进的定义

综合机械化掘进技术是由转载机、掘进机、传输机等综合化机组构成的啊、高度配套性质的现代化煤矿巷道掘进技术。这种机组在煤矿巷道掘进过程中，能够一些列的综合设备将掘进、通风、除尘、运煤、水电供应、排水等工作集中同步运行，并且有效实现各个工作的协调配合，高度实现全方位自动化。将巷道掘进变成井然有序、高效率、安全可靠的工作系统，这样能够大大提升巷道掘进的速率和工程进度，提高煤矿企业的综合经济效益。

2.2 综合机械化设备掘进的必要性

煤矿巷道快速掘进速度在掘进设备的更新换代中不断增长，各种类别的新型巷道掘进设备得到广泛普及，煤矿掘进工作效率与质量得到了稳步提高。就目前我国巷道掘进设备水平来说，虽然设备的种类比较全面，但是依然存在一定普遍问题。例如综合性能低下，自动化程度不高等，其会对巷道掘进技术造成一定的负面影响。目前我国广泛应用在煤矿巷道掘进中的设备一般为普通掘进机，而发达国家早已使用了连续采煤机以及掘锚机组，从而保证了煤矿掘进的效率与安全型。相对来说，我国使用的掘进设备就略为老旧，质量和性能方面都难以满足煤矿工作需求，造成了煤矿巷道掘进效率低下，并且还埋下了安全事故的隐患。另外，我国生产的掘进开采设备的质量与工作性能还有待提高，消耗刀具的现象频繁，设备故障率相对较高，对煤矿巷道的生产掘进速度增长带来了不小的影响，也阻碍的高效、安全的生产障碍[1]。

3.煤矿巷道快速掘进的意义

3.1 减少顶板事故发生率

综合机械化掘进机的高机械化以及煤矿巷道环境的优化不单单有效降低了人工掘进的工作强度，还使得工人在良好的工作环境中保持最佳的精神状态，从而降低巷道工作事故的发生率。综合机械化掘进相对传统掘进能够增强围岩的稳定性能。这是由于综合机械化掘进使用时机械落煤法，其速度相对较慢，落煤量相对较少。而传统的爆破落煤法由于落煤速度和落煤量都很大，给顶板造成了巨大的压力，大大增加了安全事故发生的概率。而使用综合机械化掘进可以减少顶板事故发生率。采用现代化掘进机可以增强上部煤体的压力。慢速落煤以及少量落煤可以降低冲击，缓解上部煤体的压力，对巷道的稳定性与安全性有一定的积极作用。综合化机械设备能够在煤尘和瓦斯之间正常作业，并利用综合机械机组中的通风系统将煤尘和瓦斯消散，并能保证掘进速度，且能灵活调整各个机组之间的功能，实现采煤巷道掘进工作的自动化，并有效减少瓦斯爆炸的概率，确保施工人员的生命安全。

3.2 实现了工程质量的高标准

综合机械化掘进机进行煤矿巷道掘进与传统炮掘存在显著的差异。传统的炮掘在爆炸时会产生震动，会对岩石造成较大的破坏。并且在挖掘的时候难以对巷道的深度与宽度进行精准的控制，从而导致巷道的形状与设计初期有所出入，对巷道的日常维护和回采有着负面影响。并且，在煤矿松软的时候容易片帮，顶板维护困难，这样无疑增加了巷道的日常维护成本。而综合机械化掘进机在掘进过程中不会对岩石造成过多的震动和破坏，并且能够随意控制巷道的宽度与深度，成形佳，超挖量控制简便，后期维护程序便捷，从而减少了后期维护的费用。所以，采用综合机械化掘进机进行掘进可以实现工程质量的高标准高要求[2]。

3.3 合理控制瓦斯泄溢

巷道中瓦斯的溢出量和落煤量之间是存在关系的，掘进机的落煤速度和落煤量都小于传统掘进技术，所以其瓦斯泄溢的量也相对较少，瓦斯量小就相对易排出，从而降低煤矿瓦斯爆炸事故的发生率。另外，在传统炮掘时落煤量大会出现大量的粉尘。虽然综合机械化掘进过程中也会由于机器工作出现粉尘，但是量相对传统掘进法要少很多，不会给工作人员的身体健康带来过度的危害。

3.4 带来较高的经济效益

综合机械掘进设备和技术能够将将掘进、通风、除尘、运煤、水电供应、排水等工作集中同步运行，提升采煤巷道掘进系统的自动化水平，采煤工作效率得到提升，从而可以有效减少采煤巷道掘进的时间，缩短支护设备配置的工作时间，并成功通过综合机械上面的除尘、通风、排水等系统，确保巷道内安全，提升了采煤工作面的安全性能，减少了安全隐患，为施工人员的生命健康安全提供切实有效的保障。最终为煤矿开采企业带来较高的经济效益。

3.5 优化切割装置，提升切割强度

传统的掘进机在切割装置上一般采用截齿和截割方式，这种那个方式不经切割效率低，而且设备损害率高，很容易受到外力作用而出现磨损和脱落。而综合化掘进机组使用的是双向截割头，设备工作时双向截割头是随着设备前进的方向旋转的，因此受到外力作用的损害影响较小。此外由于是采用双向截割头，因此可以对岩石和岩层的任何部位进行截割，截割的强度增加了一倍。可见，综合化机械掘进设备有效提升了切割的速度和强度。

4.煤矿巷道快速掘进注意事项

从施工组织管理的角度来看，要在保障施工安全的基础上提升掘进速度需要对以下几个方面进行关注：1）多施工工序通常可以使用平行联合交叉的施工方式，将施工资源实现合理的配置，保障施工队伍中改的各个环节都能够高效的工作。2）在施工现场管理过程中，要构建科学的管理模式，可以根据施工的实际情况仅仅工种岗位管理制度，从而提高各个工种之间的配合与默契程度。3）在环保理念的支持下，施工过程中要秉持着循环作业模式，减少对环境带来的危害[3]。

从机械设备管理的角度来看，在巷道掘进的过中要使用合理的管理模式和技术来对设备进行管理。对于目前我国掘进设备存在的一系列问题，需要制定有针对性的措施来完善。强化设备的管理与后期维护，对设备进行定期的检修与保养，从而保证设备能够长期处于良好的工作状态，从而延长使用年限。另外，煤矿企业应该设立专门进行设备维护管理的岗位，安排固定的工作人员对设备的使用进行记录，如发现设备在使用过程中存在安全隐患，就需要及时解决，从而杜绝安全事故的发生。

即使机械化掘进的优势十分明显，但是在使用过程中仍然需要不断的完善优化，实时改进掘进技术，从而实现煤矿巷道的安全掘进。首先，可以针对各种工作环境来选择特性优良的掘进机。特别是在环境较差的情况下，应该选择适合的设备开展掘进工作，从而减少其在巷道中的磨损。再次，运用现代化的测控技术，实现自动一体化，对掘进机进行实时监控与故障诊断。最后，在条件允许的情况下可以使用连续采煤机等设备来达到煤矿巷道快速掘进的目的。

5.结束语

综合机械化掘进在实际的煤矿工作中优势十分明显，其能够提高煤矿巷道掘进的安全性，实现巷道掘进的工程高标准，不单单给煤矿企业带来了经济效益，更为重要的是保障了煤矿工作人员的人生安全[4]。另外，在煤矿巷道掘进的过程中还存在一些需要注意的地方，令人施工组织、设备管理等问题，这些都需要引起煤矿企业的高度重视。但是就我国目前机械化掘进的现状来说还需要配备专业的队伍，充分发挥主观能动性与创新意识，使得煤矿企业能够安全、稳健的健康发展。

参考文献

[1] 宗琦，刘菁华.煤矿岩石巷道中深孔爆破掏槽技术应用研究[J].爆破，2010，27（4）：35-39.

[2] 单仁亮，黄宝龙等.岩巷掘进准直眼掏槽爆破新技术应用实例分析[J].岩石力学与工程学报，2011，30（02）：224-232.

[3] 张德军，宋永行.浅析煤矿巷道掘进技术的影响因素[J].中华民居，2012，（3）：292.

[4] 程敏，范志胜.论巷道快速掘进的影响因素及其技术措施[J].现代商贸工业，2010，（7）：292-293.