煤巷快速掘进施工优化研究

煤巷快速掘进施工优化研究

姚琪能

淮河能源集团煤业分公司张集煤矿 安徽淮南 232174

摘要：伴随着中国浅部煤炭资源的日趋枯竭，中国煤炭开采已进入深部开采时代。而在深部开采中，煤层具有高压、高温、高熔岩水压和强开采扰动等诸多特性，巷道受到的应力复杂多变，整体变形转变为塑性变形，不仅时间效应强，而且变形量大，引发巷道掘进速度减慢、作业强度增大等一系列问题，极大地制约了高效生产的开展。其中，尤以巷道掘进速度的减慢对矿井生产影响最为突出。所以，不断强化对煤巷快速掘进施工工艺的研究是十分必要的。鉴于此，文章对煤巷快速掘进施工技术要点及安全管理工作措施进行了研究，以供参考。

关键词：煤巷 快速掘进 安全管理

1 煤矿掘进技术的重要性

煤炭资源作为我国工业的主要能源之一，是工业发展中必不可缺的。对于资源开采施工过程中来说，需要放在首位关注的就是安全问题，无论是煤炭开采企业、煤矿开采人员个人还是国家，都需要高度重视煤矿的安全问题，煤矿开采过程中不发生安全事故，不仅能提高企业的经济效益，还会给企业带来良好的社会效益。在煤矿的开采过程中必须要用到的技术就是煤矿巷道掘进支护技术，随着煤矿开采难度的加大，掘进技术也需要不断地完善与提高，以保证满足煤矿开采的要求。在煤炭开采的过程中，除了充分运用现代科技发展下的煤矿掘进支护技术，有效的支撑矿井内部巷道，还需要加强对矿井内巷道的通风性能、排水能力以及地质结构是否稳定等各方面情况的关注，以保证人员和矿井的安全，减少安全事故的发生。

2煤矿岩巷掘进技术分析

2.1液压钻车岩巷掘进

岩巷掘进的机械化是巷道快速掘进的发展目标。机械化掘进时有多种类型的掘进机，它们适应不同的生产条件，其中，常用的是液压钻车配备侧卸式装岩机来进行掘进作业。液压钻车应该与装岩机配套使用，以进一步加快巷道掘进的速度。在巷道掘进时，装岩机发挥了重要作用，它主要是将掘进过程破碎的岩石运到工作面以外。常见的装岩机型号为ZCD60R，其主要特点是装岩能力强、效率高且在狭小的空间内便于移动。在掘进施工时，装岩机可以装运巷道全断面破碎的岩石，减轻掘进过程中需要清理碎石的任务。同时，在装岩机上配备溜槽和托板，可以实时将碎石运输出巷道，使巷道的掘进效率明显提高。为了与装岩机配套，多采用CMJ17型号的液压钻机。该钻机的优势是设备机身较小、紧凑，操作灵活，可一次性实现对巷道的全断面掘进。由于该钻机采用了双臂凿岩，凿岩的速度较快，正常情况下掘进的进尺为0.8～2.0m/min，这就需要大容量的装岩机配合作业。液压钻机配备侧卸式装岩机，基本上能在一定程度上实现对岩巷的快速掘进，其主要优势有以下几点：a)实现了凿岩的自动化。采用侧卸式装岩机能够有效防止掘进过程中钢丝绳断裂，掘进的效率和安全性大幅提高。b)凿岩和装岩的速度快。现场实践表明，液压钻车的凿岩速度是普通气腿式凿岩机的3倍以上，侧卸式装岩机是耙斗式的2倍以上。c)实现了巷道的全断面掘进。巷道断面的一次成型率高，且比较规则，方便巷道后期支护，使得工人的整体劳动量大幅度减少，是一种理想的巷道掘进技术。虽然液压钻车掘进技术有相当大的技术优势，但也存在一些问题，主要是这种掘进方式不便于对巷道进行临时支护，导致掘进时存在较大的空顶距，存在较大的安全隐患。

2.2气腿式凿岩机岩巷掘进

液压钻车的购置成本较高，而且对地质条件的适应性很差。很多煤矿多采用气腿式凿岩机，配备耙斗装岩机来进行岩巷掘进作业，其优势是：a)实现了多个工序的平行作业，破岩的效率相对较高；b)工艺比较成熟，对地质条件的适应性强，凿岩和打眼受掘进断面尺寸的影响较小；c)破岩效率总体较高，在正常作业的情况下，掘进量为30～40m3/h。由于气腿式凿岩机的体积相对较小，在井下移动也相对容易与气腿式凿岩机的技术优势相比，其缺陷也相当明显，主要体现在作业时自动化程度低，不能实现机械化装岩，工人的劳动强度大，掘进的安全性也相对较差。这限制了其掘进速度，导致其只适用于一些小断面岩巷的掘进。

2.3综掘法岩巷掘进

与上述2种传统的掘进方法相比，综掘法的装备更加完善，效率更高且安全性更高。采用综掘法掘进岩巷时，用带式输送机来装岩，悬臂式掘进机来破岩，用梭车将破碎岩石运输到掘进工作面以外。其技术优势是自动化水平高，掘进速度快，掘进时震动较小，对巷道影响较小，能实现对巷道的临时支护，整体的安全性和效率都极高。综掘法适用于更大断面巷道的掘进，是未来巷道掘进中需重点发展的技术。综掘法使用过程中也会遇到一些技术问题，即没备运输不便，需要更大的断面，掘进的岩层较硬。因为综掘法配套的使用设备比较昂贵，所以，需要技术员熟练操作。鉴于此，综掘法适用于岩层较为坚硬、巷道断面较大的矿井掘进。

3 煤矿掘进技术及安全管理措施

3.1提高煤矿相关人员的安全防范意识

煤矿埋藏于地下层，要在复杂地质条件下减少矿区安全事故的发生，实现煤矿高效生产，必须要做好的就是提高煤矿相关人员的安全防范意识，让每个人知道安全重要性的同时，自身能具备较好的应急能力，当发生危险时能够及时做好安全防御措施和急救措施。首先，要做好相关工作人员和施工现场的管理工作，每位员工进入矿井都必须做好防护措施，例如防护服和安全帽等，防护工作不到位的要采取相应的惩处措施;也可以通过培训的方式加强施工人员对煤矿当前阶段的了解，增强施工人员的安全意识，以保证人员的安全，加快掘进工作的开展;其次，建立健全煤矿的安全管理和监督机制，加强管理人员的责任意识，随时对矿区的作业进行全方位的监督，杜绝安全事故的发生。最后，加强对施工人员的专业技能培训，提高工作人员的工作既能与工作水平，既能提高工作效率又能减少安全问题的发生，可以提高企业生产效率，进一步增加企业的经济效益。

3.2掘进爆破中安全管理

煤炭的开采都是在地下进行的，地下层中藏煤层会存在较多硬度较高的岩石，要在地下掘进巷道就需要使用爆破技术，将阻碍的岩石进行爆破，这样可以减轻大量的人工工作。而不同的岩石硬度与岩石组成就需要用到不同威力的炸药，炸药的使用量不足会导致传爆性不足，无法达到爆破效果，炸药量过多会导致威力过猛，影响预期爆破效果甚至造成严重的安全事故。由此可见，对于巷道掘进中的爆破要做好安全管理，提高专业爆破人员的技术水平，同时每次一的爆破都需要提前勘测地质情况，再结合当地的实际选择适量优质的炸药。

3.3半煤岩巷道掘进安全管理

半煤岩巷道的掘进工作中也要做好安全管理工作，企业应该制定合理完善的监管与责任机制，做到工作人员相互监督相互管理，将责任落到实处，减少安全事故的发生。在巷道掘进前，先了解巷道所处位置的地质情况以及容易发生的安全隐患，再结合巷道的用途，根据实际情况选择出最优的掘进方式，实施爆破之前做好充分的准备，尽量保证每一次的爆破都成功，提高巷道掘进工作的有效性和工作效率。

3.4岩石平巷掘进施工安全管理

巷道的掘进技术有很多种，针对不同的巷道情况可以选择不同的掘进技术，以保证掘进施工的安全性。当掘进遇到岩石需要进行平行工作时，需要综合考虑各方面因素，千万不能直接用以往的方式作业，首先要考虑的就是工作平台是否坚固，避免出现交叉作业造成安全事故。其次需要考虑巷道的实际情况，例如巷道的断面、地质构造、支护结构及方式，选择适用的掘进技术，还需要考虑的是施工的机械设备和工作人员的技术水平是否能满足当前作业的需要，选择合适的施工方式与工作人员，除此之外还要加固巷道的支护。

结语

综上所述，煤巷掘进作为矿井生产作业高效、高质开展的关键一环，确保其高效开展意义重大。矿井管理者应当高度重视相关问题，在生产中结合实际需求，开展有针对性的分析探究，探索总结有效的掘进作业优化方案，在确保作业效果的同时提高掘进作业速率，从而为矿井生产的高效开展奠定坚实基础。

参考文献：

［1］张兵.高瓦斯突出矿井煤巷快速掘进工艺及其应用分析［J］.山西化工，2019，39(2)：132-133.

［2］朱海珍.煤巷快速掘进空顶距合理留设及施工优化［J］.煤炭与化工，2019，42(5)：27-29.