岩巷快速掘进技术探讨

岩巷快速掘进技术探讨

乔长灿

淮河能源控股集团煤业公司朱集东煤矿，安徽淮南 232001

摘要：岩巷掘进在煤矿建设和生产中占有重要的位置，岩巷掘进工程量一般约占总工程量25%左右。由于经济的持续发展对煤炭需求不断增加，矿井产量逐年增加，矿井开拓掘进进尺也大幅提高，但采掘衔接紧张的矛盾却日益突出，特别是涉及到采区衔接、水平接替的开拓延伸巷道，这就要求巷道的掘进速度相应加快。但由于我矿的掘进设备革新慢，适应性差、技术不过关等因素影响，掘进技术的发展缓慢已越来越成为糯东煤矿可持续性发展的瓶颈，也是技术人员需要研究的关键性问题。
关键词：岩巷；掘进；爆破；速度
岩巷掘进技术是煤矿掘进中的重要技术，随着经济的快速发展对于煤炭的需求将会越来越多。相较于国外我国在岩巷掘进方面的技术仍有着较大的进步空间，在岩巷掘进中仍采用的是气动凿岩基与耙斗机装岩打眼，效率低、岩巷掘进速度慢，传统的岩巷掘进技术无法与现阶段紧张的采掘接替相适应。当前应当积极加强对于岩巷掘进技术的研究与应用，以此来保证工作面的接替。

1 岩巷快速掘进制约因素分析 
　　巷道掘进是一个复杂的、综合的施工工艺，不但需要与各生产工序紧密的连接，且很大程度上还依赖掘进机械化水平。①机械化装备水平低。当前岩巷机械化作业方式主要表现在以下两方面：一是有些部分在装载、运输方面实现了机械化。但打眼、喷浆上仍依靠人工进行，该施工工艺是典型的普及型机械化作业线。二是高档机械化作业线。在转载、运输上实现了机械化，在打眼、装岩等环节上也实现了机械化，能用具有大功率高效导轨式凿岩机的钻装锚机组打眼和与之相配套的凿岩台车，这既提高了安全系数，又减少了劳动强度，可满足岩石井巷高速生产的需求。②施工工艺。掘进施工工艺相对落后的原因是因为掘进设备的局限性。很多企业支护时间在巷道掘进作业中的比重占60%以上。锚杆、锚梁网、锚喷等支护手段广泛应用在半煤岩巷道和煤层巷道中，虽节省了一定的支护时间，但要想加快掘进速度，最大的障碍还是支护与掘进的分离问题。③地质条件。无论岩巷、煤巷，施工中遇到构造带或断层，就会严重地影响施工进度，且极威胁安全生产。

2提高岩巷快速掘进的措施
    2.1 爆破工艺创新，大力推广中深孔光面爆破

影响岩巷掘进爆破效率的主要因素有: 掏槽方式及其装药量、炮眼深度、周边眼光爆参数、起爆时差和炮眼利用率等。中深孔爆破的掏槽眼深度比普通掏槽眼深度大，一般达到 210m～315m 。掏槽眼的深度大小决定着循环进尺的大小，同时，对周边眼的爆破质量及成巷质量也有影响。为了提高中深孔直眼掏槽的掏槽效果和炮眼利用率，须在装药眼附近布置空眼以增加自由面，还需要合理的确定相邻装药眼的眼距、掏槽眼的几何形状、装药量和装填结构。炮眼深度存在一个最优值，应以提高巷道掘进效率为前提，结合现场实际情况综合确定，长期实践表明，中深孔爆破 (L=2～3m) 优于浅孔爆破 (L=1.5～2m) 。
     光面爆破是合理选择爆破参数的控制爆破技术。它是通过合理的选择爆破参数，使爆破后的巷道成形规整，减少超控和欠控，最大限度地保持围岩的自身强度，从而增强围岩的自撑能力。要取得较好的光爆效果，首先必须选择合理的光爆参

2.2利用聚能药包控制巷道成形 
　　目前实现岩巷聚能爆破的方法主要利两种药卷。一是切缝药包。其实质是在具有一定强度和密度的炸药外壳上，开有不同形式的切缝，利用切缝形成的聚能效应控制爆炸能量的分布，达到控制被破坏介质开裂方向的目的，与传统的光面爆破技术相比，使用切缝药包控制技术，巷道轮廓超（欠）挖能控制在100以下，眼痕率达到90%以上，同时炮眼间距达到550mm，周边眼的数量减少20%左右，大大降低施工量，提高掘进速度。二是双（多）向聚能槽药卷，配合相应的对中装置，能有效降低药卷爆炸时在炮孔中内旋效应，使聚能射流面与预裂面完全吻合，从而成功实现了“双聚能预裂与光面爆破”。

数。
     2.3 确定合理的锚杆支护参数，提高巷道支护质量
        支护管理不但对巷道支护质量有影响，对掘进进尺也有影响，如永久支护前大面积片帮，使喷浆厚度和喷射工作量增大。在实践中可根据围岩松动圈理论，以悬吊作用设计为基础，并根据岩性的具体情况，定出合适的支护密度，最后通过试验检测，检验支护参数选择的合理性。在普及应用全长树脂锚杆的基础上，针对大断面，服务年限长的井巷工程，积极推广使用高强度新型锚杆。锚喷支护方式必须与光面爆破技术相结合，否则围岩受损严重，表面裂隙较多，围岩松动圈较大，岩体丧失稳定性；巷道轮廓线参差不齐，易造成应力集中，喷层受到剪切破坏而导致巷道损坏。

      2.4科学的施工管理

为了使巷道施工达到高效、快速、优质和安全的目的，除了采取合理的施工机械和施工工艺外，还要正确地选择使用科学的施工组织管理与优秀的施工管理方法。加强施工组织管理的科学性，可有效的加快巷道的掘进速度，主要体现在平行交叉作业上。越高的机械化程度，实行平行交叉作业的效果就越明显，总之，就是要体现平行交叉作业制度的优越性。提高综合机械化掘进法掘进进尺，需要在掘进巷道内配备转载运输、通风除尘、支护设施、辅助运输、测量定向、安全保障、供电等设备，以便形成一个作业线。①积极引用综掘设备。综掘机适用范围广，切割能力强，又能提高工作的稳定性，并实现自动控制、提高元部件的可靠性。②提高劳动组织。在劳动组织上，要协调好掘进与支护的时间，可根据地质实际情况进行适当调节。运料往往是一个重要环节，距离远，运料困难，可根据情况改造皮带运料，或在作业工序上，运用检修，和交接班时运送物料，以提高效率。③选择好的运输系统。可以选择以下三种：一是掘进机+胶带输送机的作业线；二是掘进机+刮板输送机的作业线；三是掘进机+矿车的作业线。前两种属于连续运输，用胶带输送机时运输能力大生产效率高，而用刮板输送机时可适应巷道坡度变化大、长度较短的条件，其各有优势。科学论证和选择，这有益于提高掘进速度和效率。

2.5提高装备水平，推进岩巷施工机械化

传统的岩巷掘进多年来一直沿用风动凿岩机，但液压凿岩机在性能上要优于风动凿岩机，如械械性能好，凿岩速度快，比同类风动凿岩机提高 1 倍～ 2 倍；动力消耗少，能量利用率高，液压凿岩机仅为风动凿岩机能量消耗的 30% 左右；操作方便，适应性强，对不同性能的岩石具有很好的工作性能。所以应该推广使用以调车盘、耙斗装岩机为主，以侧装机、全液压钻车为主，以电动凿岩机为主和以钻装锚机组为主的4 种岩巷机械化作业线，同时应注意各种配套设备的性能及特点相互匹配。

3 结束语

煤矿井下岩巷快速掘进作业将有助于解决煤矿采掘接替紧张。当前应当积极做好煤矿井下岩巷快速掘进技术的研究与应用，并加快对各类煤矿井下岩巷掘进设备的研究与应用，以技术、设备的更新升级来推动煤矿井下岩巷高速掘进作业安全、高效的进行。在煤矿井下岩巷高速掘进的过程中将会受到多种不同干扰因素的影响，应当结合煤矿井下的实际情况，合理地选择煤矿井下岩巷的掘进与支护方式，提高作业效率。
        参考文献：
        [1]梁志明.色连煤矿松软围岩煤层特殊地质条件下综采工作面安全停采撤退技术研究[J].同煤科技，2017（3）.
       　[2] 韦正锋.煤矿岩巷快速掘进技术研究与应用实践[J]. 城市建设理论研究 2015（03）.