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煤矿岩巷掘进装备及掘进工艺发展方向

作者：张法兵

来源：《科学与财富》2019年第15期

摘 要：在实际的调查中发现，在煤炭生产中，掘进装备有着长足的发展，但是相关的配套支护工艺，却并未得到有效的提升，根据相关人员的反映，在一些硬岩中进行掘进的时候，巷道顶板的支护时间，在巷道掘进的总时间中，占到了60%以上，这也就导致掘进和支护间的矛盾越来越明显，支护工作已然成为了巷道快速掘进技术中的关键性问题，所以，在研究过程中，相关人员对于这方面的内容，要给予高度的重视。基于此，本文对煤矿岩巷掘进装备及掘进工艺发展方向进行研究，以供参考。

关键词：煤矿；岩巷；装备与工艺；发展趋势 引言

煤炭产业作为我国的基础能源产业之一，是我国经济的支柱产业，其运行稳定关系到我国的经济建设大局和国家安定大局。当前，我国煤矿开采主要是井下作业的方式，换言之，巷道掘进作业对于我国煤矿开采至关重要。近年来，在煤机制造方面我国政府出台了系列的政策，在这些政策的支持之下，我国煤机科技创新取得了瞩目的成就，且技术产业化程度高，转化速度快，产学研一体化的良好结构逐步成型并日渐成熟。 1影响岩巷掘进度的因素 1.1岩巷掘进爆破参数

在煤矿的岩体爆破施工过程中，爆破参数直接会影响到施工后期的质量和效果。笔者根据多年的工作经验，分析影响爆破效果的一些重要参数：炮孔直径参数对爆破效果的额影响。炮孔直径的大小直接会影响到岩体表面的炮孔数量和炮孔的排布方式，同时会影响到爆破物炮药的使用量和均匀分配情况。如果炮孔的直径过大，将会增加炮药的使用量，间接地会影响到后期岩体的稳定性用以及开采速度，对掘进工作影响较大。炮泥配比参数对爆破质量产生较大的影响。在向钻孔放置炮药之后，要将钻孔封死，但是如果封孔操作不当不仅会影响到爆破质量，同时还会对施工人员的人身安全造成巨大的威胁，因此在封孔时要调整好炮泥的比例。避免出现封孔不严的情况。炮泥堵塞长度对爆破造成的影响。钻眼的长度在一定程度上会影响到炮泥的堵塞长度。如果钻眼长度较长，为了维持正常的炮药量可以先往钻孔内多加入炮泥。通过这样的方式来控制好炮药的用量。但是如果钻眼的长度较短，将会直接影响到后期填塞封孔的质量。然而炮泥用量会影响到施工安全性以及爆破质量。因此，炮泥填塞长度是影响爆破效果的一个重要参数。 1.2掘进装置

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掘进装置的发展与更新虽然一直在持续，但是其机械化水平以及整体性能还是相对比较低，特别是对于掘进装置的核心器件掌握，与西方发达国家相比，我国还需要有很长的路要走。很多煤矿企业在输送上看似科学技术水平也很高，但是在穿眼以及注浆的过程中还是有众多企业依然存在人工操作，没有实现全面机械化，使得岩巷的掘进速度会受到比较严重的影响。

1.3环境状况

由于整个施工过程都处于井下环境，因此施工人员对巷道顶板装置进行安设的工作环境也处于煤矿井下。也就是说，煤矿井下巷道的环境状况与顶板支护的工作效果和稳定性有着非常紧密的联系。如果井下巷道环境条件较好，能够达到相关的标准和要求，那么工作人员在进行具体支护工作的过程中，就可以结合实际情况适当地减少井下巷道内部所使用的支架数量，这样不仅能够为煤矿企业节省大量的资金成本，还能够在很大程度上扩大煤矿井下巷道的空间，那么整个煤矿工程中采煤工作的质量、效率以及采煤量就能够得到有效的提高。 2强化煤矿岩巷掘进装备及掘进工艺策略 2.1输送系统的完善技术

在以往的岩巷掘进技术中，绞车、电瓶车以及耙装机是常见的输送方式。这种输送的手段不仅无法最大程度提升输送的效率，还会在输送中存在众多安全问题，会对掘进的速度产生非常严重的影响。因此，需要进一步优化输送的方式，这是提升岩巷掘进技术的重要手段。利用胶带输送机就可以有效解决上述问题，其优势主要有：其由于自动化集中控制手段使得维护和操作起来比较方便，输送成本也得到了降低、并且提升了岩巷掘进管理的安全性以及减少了人工劳动的强度，同时这种输送方式还具有紧凑的结构，使得耗能会相对比较少。 2.2掘进爆破中安全管理

巷道掘进中应用最多的技术是爆破技术，应用在围岩硬度高的部分，可很好地保证着爆破效果。而想要保证光面爆破结果，应该根据实际情况选择低密度和低爆速度的优质炸药，同时爆炸威力和传爆性能也要没能保证。另外，提高爆破技术人员的技术水平，强化相关培训，重视规章制度教育工作，强化爆破相关人员的安全意识，构建出安全管理的模式，形成安全责任管理体系，从而全面提升煤矿掘进工作中的安全性。 2.3优化井下巷道支架的结构性能和强度

施工人员在应用相关技术进行煤矿井下巷道掘进顶板支护工作的过程中需要注意的是，施工刚开始，进行第一次掘进工作时，巷道的位置非常容易发生变化，严重时甚至有可能发生变形，影响掘进工作的正常进行。针对这个问题，施工人员在对顶板支护的结构进行选择和构造时，应该对比多种方案，选择最优的方案。一般情况下，应用刚性和柔性都适中的支护结构能够在一定程度上避免巷道在掘进过程中位置发生变化或者出现变形的问题。同时，选择最优的

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支护结构构造方案还可以使巷道的空间在施工过程中尽可能地保持完整，在最大程度上避免出现由于施工过程存在问题需要进行大规模、大面积返修的情况。除此之外，煤矿井下巷道掘进顶板支护的施工过程中需要用到的支架的强度也是影响施工质量和效率的因素之一。对支架的强度和相关的性能进行优化，能够为施工过程中围岩的变形提供一个合理的空间，同时还能够为整个煤矿井下巷道掘进顶板支护技术的实施提供一定的保障。施工人员还要结合围岩的实际情况对围岩承受的压力进行适当的释放，这样就能在一定程度上提高煤矿井下巷道掘进顶板支护技术在施工过程中的应用质量和效率。 2.4加强新工艺和新技术的应用

随着科技的发展和经济的进步，煤矿工程的施工正在逐步实现自动化和机械化，将新技术和新工艺应用在施工过程中，不仅能够提高整个工程的施工质量和效率，还能够为施工人员的生命财产安全提供一定的保障。因此，施工人员在进行煤矿井下巷道掘进顶板支护工作的过程中，应该加强对新工艺和新技术的应用。比如：如果井下巷道需要掘进的位置存在体积较大的断面层，那么在掘进工作中应用最新的连续掘进技术，就可以在很大程度上降低顶板支护铺设和巷道掘进工作的难度。 2.5上山和下山掘進安全管理

上山作业的掘进工作中，安全管理非常重要，因为瓦斯本身密度非常轻，其会向上集中，所以一定要确保掘进工作时有良好的通风，避免瓦斯聚集而爆炸的问题。下山作业掘进之前，按照作业标准，设定躲避硐室以及阻车器，不能出现人和车同行的情况。下山作业时，可能出现的不良情况为二氧化碳聚集，因此必须提升监测的效用，避免二氧化碳超标。 结束语

总之，针对巷道快速掘进工艺和装备的应用情况，相关人员应该展开切实的研究与分析，根据一些主要问题，提出相对应的改正措施，提升工艺技术的应用质量，为相关产业的发展奠定基础。 参考文献：

[1]温衮.煤矿岩巷快速掘进技术及其应用[J].机械管理开发，2018，33（05）：170-171. [2]曹飞飞.岩巷快速掘进优化设计及应用[D].河北工程大学，2014.

[3]赵宏伟.煤矿岩巷快速掘进技术研究与应用[J].中国煤炭，2012，38（08）：69-71. [4]赵宏伟.我国煤矿岩巷快速掘进技术现状及展望[J].煤炭科学技术，2012，40（01）：5-7. [5]郭孝先.煤矿岩巷掘进机械化发展探讨[J].建井技术，2011，32（06）：40-45.