煤矿岩巷快速掘进工艺的优化分析

煤矿岩巷快速掘进工艺的优化分析

杨文超

(陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿，陕西  延安  727307)

摘要：近年来，社会经济不断进步，我国迎来了高速发展的关键时期，而煤矿产业作为拉动我国社会经济增长的重要产业之一，发挥着至关重要的作用。在煤矿开采作业实施过程中，通常会面临多方面的问题及危险因素的影响，特别是岩巷快速掘进工作普遍具有施工周期长、工作负担重、资金供应有限的弊端，因此，在当前发展阶段必须深入研究煤矿岩巷快速掘进的影响因素，科学分析岩巷快速掘进工艺的优化策略。

关键词：煤矿岩巷；快速掘进工艺；优化分析

引言

随着中国“双碳”目标的提出，煤矿企业在逐步整合，煤矿的规模也在逐渐缩小，但煤炭仍然是当前工业发展所需要的重要能源之一，所以各大煤矿的开采效率都在逐年提高。随着矿井综合机械化开采的不断发展，矿井掘进巷道的使用量逐年增加，但目前矿井的掘进效率仍不能完全适应矿井作业的需要。

1快速掘进的核心技术

1.1光面爆破技术

光面爆破技术是指在设计工作面轮廓线上平行设置紧密间隔的爆破孔，控制装药量和不耦合装药结构，选用的炸药应具有低威力、低密度及低爆速，沿炮孔连线将岩石切断崩落。光面爆破技术发展历史悠久，伴随着科技和社会的进步，这项技术在岩石巷道掘进中的应用有效地结合了锚喷支护和光面爆破，这样不仅可以加快煤矿的掘进速度，还可以降低成本、减少人力资源、提高开采效率，使周边的岩石具有完整性和稳定性。

1.2悬臂式掘进及输送技术

悬臂式掘进技术简单，易操作，首先利用截割断头的转动对煤层进行截割，由于截割断头的摆动为整个巷道的断面提供了支撑力，为后续生产条件提供了便利，最后切割下来的煤炭通过掘进机铲板进行收集，再利用输送技术将破碎的煤炭运走。悬臂式输送技术设备包括带式输送机和矸石水平缓冲仓。与传统的输送机相比，带式输送机不仅可以分成上下两层同时运送物料与矸石，有效减少能源与资源的消耗，还可以保证操作人员的安全，而且其维护和管理也比较简单。带式输送机是矸石料仓水平缓冲的基础，其输送带可以有效分隔轨道、人行道和煤矸石，同时可在中间加装防护网，设置矸石的水平缓冲仓，形成良好的连续排矸系统，降低作业人员的工作强度。

2当前煤矿掘进支护中存在的主要问题

2.1巷道埋深大，掘进支护难度随之增加

随着设备的升级换代，技术水平的不断提高，当前的煤炭开采技术越来越成熟，人们已经能够开采埋深达到1000m的煤矿。在实际的开采作业中，传统的支护方式已经不能够满足当前的支护要求，迫切需要进行技术升级，以满足如今的大深度煤矿开采的要求。在传统的支护方式中，经常用到锚杆和锚索，在埋深不大的矿井中这一支护方式还能起到较好的支护作用，但是在埋深较大的矿井中这一支护方式就显得有些捉襟见肘，不能满足施工要求了。因此有必要进行支护技术的升级换代，提高煤矿施工的安全性。

2.2煤矿掘进支护机械不能满足实际需求

在如今的煤矿井下掘进施工中，众多的煤矿企业都选择用悬臂式掘进机进行开掘作业。这一设备在施工中，需要操作工人在空顶的条件下进行工作，在作业中，需要用到多种辅助设备，自动化程度较低。从效率和便捷性上来讲，这一设备都不具备任何优势，属于需要更新换代的设备，但有些企业总是故步自封、不思进取，上层人员不了解施工过程，底层人员不清楚技术手段，这就导致许多工艺设备还是几十年前那一套，毫无新意。当前效率、质量、安全施工才是企业的核心竞争力，因此需要革新井下掘进设备，提升自动化水平，保障工人权益。

3采矿巷道掘进施工中支护技术要点

3.1临时支护技术的要点

临时支护技术是在矿山施工中，根据矿山生产实际需要采用的临时支护措施。比如，针对一些矿区矿井的掘进情况，可以采用机组前探梁支护，以便于后续工作人员进行支护。采用这种临时支护技术，不仅可以保证工人的人身安全，还可以缩短施工时间。在目前的施工方式中，这是一种临时的支护方式。另外，当前矿业公司的临时支护结构也是采用了金属支架，这种支架具有很好的强度特性，而且安装速度快，可重复使用。近年来，许多的地方公司都在关注这种技术，最重要的是，这种技术还可以作为永久支架使用。

3.2巷道联合支护方法

根据巷道尺寸结构耦合平衡支护原理可以发现，在巷道深处，将锚固区和钢带组成的小型支护结构相结合，可以防止围岩发生变形。正因为如此，当它与锚链结合在一起时，不仅可以增加深部岩石的承载力，还可以在深部形成一个很大的高强度承载结构；当它变形时，就会变成一个小型的结构，从而保证巷道的稳定性。

4煤矿岩巷快速掘进工艺的优化策略

4.1优化打眼和爆破工艺

岩巷施工过程中，尤其较坚硬的砂岩施工时，打炮眼往往需要较长的时间，只有不断优化岩巷掘进打眼工艺流程，才能有效改良打眼爆破工艺技术和效率。打眼效率不仅与风钻风压有一定的关联，还与风钻数量及相关工作人员的技术水平有关。煤矿回风暗斜井施工为后续爆破工作有序进行奠定了坚实的基础。在对煤矿岩层地质结构勘察后，发现大多煤矿岩层地质结构属于泥岩结构，这种地质结构原本就具有岩体松软的特点，因此，在该地质条件下开展煤矿岩巷快速掘进工作时，可以采用斜眼掏槽的方式实施爆破，并以串联爆破的方式开展相关工作。同时，打眼深度为2.2～2.3m，爆破深度可以达到2m以上，每个循环多掘进0.1～0.2m，每月就可多掘进6～9m，提高了掘进效率。在爆破过程中还可以使用乳化炸药、毫秒延期电雷管，通过全断面一次光面爆破的方式实现煤矿岩巷快速掘进。经实验结果表明，爆破效果显著，周边眼痕率也达到了85％左右，整个爆破过程的效率达到了85％～90％，且每个班组的循环进尺为1.7～1.8m。

4.2科学制定支护方案

在煤矿岩巷掘进过程中，需要布置一定数量的锚网支护，确保掘进巷道的安全与稳定。基于此，不断优化巷道支护方案既可以有效促进煤矿岩巷掘进工作的快速开展，又能最大限度地降低岩巷掘进实践过程中发生各种安全事件的几率。但需要注意的是，在巷道支护方案优化设计过程中，还需要有效控制各个支护之间的距离和密度，以此达到优化巷道支护方案的目的。五举煤矿+300水平车场施工过程中，巷道埋藏深、压力大，原来支护采用5m和8.3m长的全锚索支护，间排距为800mm，支护密度大，支护时间长，进度慢。经过多方研究，优化为3m长锚杆和3.6m、5.3m长注浆锚索施工，虽然注浆锚索略贵，但是数量大幅减少，成本并未增加，施工与注浆可以平行作业，大大提高了掘进效率和施工安全性。

4.3提高岩巷掘进人员的专业素质

在煤矿岩巷快速掘进工作中，相关工作人员作为煤矿快速掘进的主要实施对象，其专业水平将直接影响整个煤矿快速掘进的速度和效率，因此，有必要组织相关工作人员学习相关理论知识和实践技能，在条件允许的前提下，可以定期组织现有工作人员参加培训活动，围绕着新工艺的操作要点、岩巷掘进设备的使用方法进行重点培训，促使相关工作人员熟练掌握各项施工工艺及岩巷快速掘进的管理要点，提高其专业素质。同时，运用先进的管理理念，提高施工效率，实现煤矿岩巷快速掘进。

结语

煤矿巷道支护与掘进工作的迅速进行，是煤矿生产安全、高效进行的重要保证，必须引起煤矿管理者的高度重视。在生产过程中，要积极组织专业技术力量，结合生产实际，探索科学、高效且安全的巷道支护与快速掘进技术，这对于提升矿井生产综合效益有着巨大作用。

参考文献

［1］耿立才，马福彬，张继春，等.光面爆破技术在隧道掘进中的应用研究［J］.公路，2022(9)：458-463.

［2］杜兴聪.浅谈煤矿矿井建设中岩石巷道的快速掘进［J］.矿业装备，2020(3)：54-55.

［3］李舒云，游魏.煤矿矿井建设中岩石巷道的快速掘进技术分析［J］.民营科技，2015(11)：84.

作者简介：杨文超（1992.1-），男，陕西黄陵人，汉族，毕业于沈阳化工大学科亚学院，本科，现任陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿掘进六队检修工，主要从事井下设备检修工作。