岩巷高速高效掘进施工技术研究

摘要：现阶段，煤矿矿井面对的主要问题就是掘进速度，煤矿的矿井比较深，掘进难度更大。因此，根据现场的实际情况，对于施工设备的配置给予改进，不断提升施工过程的组织水平及管理水平，尽量缩短循环工作的时间，不断提升工作效率，进而达到快速掘进的目的。

关键词：岩巷；掘进技术；煤矿

中图分类号：X752文献标识码： A

近年来，煤炭业得到了快速发展，在开采过程中，基本实现了机械化施工，采煤方法也是多种多样。在同一工作面上，单月的推进量不断提升，最高可以达到250m，有的时候甚至更高，但是在掘进速度上，还有待进一步提高，不然会造成采掘接替紧张的现象。整个上来看，虽然实现了机械化施工，但是机械化程度普遍较低，没有合理的施工工艺组织，支护优化不到位，给掘进速度造成严重的影响，进而影响整个施工进度。

一、掘进技术的研究现状

1、钻爆法

（1）钻眼机。凿岩的过程就称为钻眼技术，钻眼机的分类方式主要有两种，一是根据破岩机理，可以分为旋转式和冲击式；二是根据能源划分，主要有4中形式，分别为内燃、电动、风动、液压。在早年间，国外在施工过程中，基本实现单项机械化，比如工序钻眼、装运、支护等，随着机械化水平的不断提升，各种配套作业形式相继出现，尤其是机组的出现，使作业设备得到了简化，进一步提升了掘进速度；（2）起爆器材。在给炸药供给能量时所用到的爆炸材料，在煤矿开采过程中，常用的起爆器材为雷管、爆索、发爆器。在起爆器材的研究上，近年来，我国发展的速度较快，使爆破更加合理、更加经济。在矿用炸药中，其重要成分为硝铵类，炸药的种类也是多种多样，比如含水类炸药、水胶炸药、浆状炸药、乳化炸药等，雷管也是各式各样，按时间的长短来分，主要有毫秒延期电雷管、秒延期雷管、瞬发雷管，随着技术水平的不断提升，非电爆管得到了进一步发展，比如非电毫秒雷管，在整个爆破工程中应用的比较广泛；（3）爆破技术。在巷道钻眼爆破技术方面，我国发展的比较迅速，在整个工作面上，爆破的眼深得到了很大的发展，由浅入深不断变化，在整个全断面上，基本可以实现一次性爆破成功，随着毫秒爆破的不断使用，使爆破质量有了很大的改善，进一步提升了爆破效率。近几年，光面爆破应用的比较广泛，使爆破方式得到了良好额改进，巷道支护方式也有了改进，对爆破过程给予了有效的控制，加快了掘进速度的提升，使得支护质量得到了明显的提升；（4）装岩机运输。在整个掘进工作中，装岩机运输就是一个很大的工作量，在整个工序循环时间中占有很大的比重，约为40%左右。起初使用的装岩运输机械比较小，严重影响运输速度，随着运载设备的不断改进，相继出现了可伸缩胶带运输机和桥式转载机，从目前来看，铲斗装岩机和耙斗装岩机是比较常用的，提升了运输速度；（5）钻爆法的特点。优势主要有施工机械简单、灵活、成本较低，还有就是钻爆法不会受到地理条件的限制，具有较大的掘进潜力，可以实现高速高效施工，对于整个矿井来说，产量比较稳定。缺点在于：一是存在超挖现象，不仅对周围岩石造成了极大的破坏，增加了支护工作的难度，还对喷浆材料造成严重的浪费，也增加了支护的费用，明显提高了运营成本，更使施工时间无限延长；二是在工作面上，施工环境比较差，给施工进度带来影响。

2、掘进机

在全断面掘进过程中，掘进机的使用，完全取代了原来钻眼爆破的工序，实习了平行作业，比如破岩和装岩可以同时进行，是一种联合作业机组，对于破岩、临时支护、喷雾防尘、装岩、装载等工序可以连续进行，大大简化了施工工序，加快了施工进度。

二、在掘进施工工艺中关键技术研究

1、合理选择掏槽方式

在岩巷掘进过程中，钻爆法是比较常用的，对于整个爆破过程大概两个小时就可以完成，在一次循环作业中约占到四分之一左右，为了提升巷道的掘进速度，要对爆破参数给予合理选择，合理布置炮眼，避免施工组织不合理现象的发生，也就是说掘进是否高效高速与参数的设计具有很大关系。在煤炭岩巷施工过程中，爆破技术是经常使用的，在进行爆破工艺时，要对掏槽方式给予合理选择，常用的掏槽方式为直眼掏槽和斜眼掏槽，在一定程度上，掏槽眼的爆破效果越好，其他炮眼的爆破效果也就越好。在同一工作面上，每一次循环过程中，进尺的长度为2m左右。在实际施工过程中，要对同一矿井的相关情况给予调查，比如设备的工作能力、施工经验等，对2.5m以下的炮孔给予爆破，在爆破实施过程中，掏槽方式必须强而有力，比如准直眼强力掏槽方式，总共的掏槽眼数目为三对，在每个掏槽眼之间，分别加入5个直眼，尽量保持掏槽眼与炮眼的深度一致，对角度问题要给予高度注意，给予微差起爆处理，在这样的精确方式下，会不断提升掏槽的速度，尽量将槽腔扩大，有利于爆破效果的提高。对爆破效果给予评价，主要有两个评价条件，一个条件为周边成型，另一个条件是循环进尺。

2、掘进通风

在掘进过程中，通风方式主要为三种，局部通风、引射器通风、总风压通风。目前在我国矿井中，主要采用的通风方式为局部通风机通风。局部通风机在给予通风工作时，分为不同的通风形式，（1）压入式通风，在整个通风过程中，不断压入新鲜风流，将巷道内的污风不断排出，使整个工作面处于流通状态，而且风流射程效果比较好，射程较长，最长可达8m左右，排出矿尘的效果也比较好。对于通风机安装部位要给予合理的控制，使新鲜风流可以有效进入，污风可以良好的通过局部通风机，避免火花现象的发生，有效避免煤尘爆炸、瓦斯现象，进而提高安全系数。在通风工作面上，使污风从巷道不断排出，在此过程中，可能会伤害到巷道工作人员，因此，要尽量避免此类现象的发生；（2）抽出式通风，在工作原理上，与压入式通风是相反的，新鲜风流的首先从巷道进入，来到工作面上，然后污风由风筒排出，在放炮过程中，缩短了辅助时间，大大提升了掘进速度。其缺点在于通风射程比较短，仅为4m左右，使得污风停留的时间比较长，达不到通风效果，安全系数比较低；（3）混合式通风。就是综合上述两种方式，使两套设备配合使用，就增加了管理程序，使得管理工作比较复杂。

3、支护材料

在掘进工作中，支护方式比较多，（1）锚喷支护，这是在巷道掘进之后，首先对围岩给予钻孔，然后将锚杆插入孔内，插入之后，对围岩给予加固，选择合理的支护方式，对巷道给予良好的维护，为了提升支护效果，必须对围岩给予保护，避免破碎和风化现象的发生，近年来，普遍使用的支护技术为喷混凝土支护技术，其主要作用为具有良好的预防风化作用，使各个拱之间可以良好组合；（2）钢筋混凝土支架，其为直线型构件，承受弯曲的能力比较好，抗拉强度比较低，具有很高的抗压能力，因此，使支架具有良好的承载能力。

4、更新循环作业理念

以前的施工组织比较传统，作业理念比较滞后，为了提升单进效率，要对作业模式给予改变，对施工程序给予良好的控制，较好的施工程序为第一步：打下部眼，进行出矸工艺；第二步：给予爆破；第三步：打锚杆，主要是在打上部眼和出矸的基础下；第四步：耙下部矸；第五步：打下部眼，进行第二次出矸工艺；第六步：第二次爆理；第七步：再次给予打锚杆工艺；最后一步：耙下部矸。在实际作业环境中，不断提升对工作人员的要求，掘进队的工作人员必须技术水平高、各项业务精通。

结束语

综上所述，在岩巷爆破工艺中，不断提升掘进速度，不仅可以加快施工进度、减少作业时间，对于改进的作业方式的使用，最大限度降低了掘进成本，通过对掏槽方式的合理选择和对相关爆破参数的确定，以及对相关爆破技术现状给予分析，不断提升爆破质量，提升整个矿井的经济效益。

参考文献

[1]李志方.岩巷快速掘进的研究分析[J].山东工业技术,2013(10).

[2]任瑞生.高效掘进技术的研究与实践[J].能源与节能,2014(7).

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