浅谈大断面巷道快速掘进的关键技术

浅谈大断面巷道快速掘进的关键技术

罗发安

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摘要：随着矿山开采规模和煤巷断面面积的不断增大，越来越多的矿井正在探索使用新的巷道掘进技术，以提高生产效率。实践中影响快速掘进的因素很多，必须加强对影响因素的分析，通过改进挖掘机械、优化施工工艺来提高快速掘进的施工效率。本文对大断面巷道快速掘进的关键技术进行了分析探讨，以期对大断面巷道实现安全快速掘进提供参考借鉴。

关键词：大断面巷道；快速掘进；施工技术

引言

随着矿山开采规模和煤巷断面面积的不断增大，越来越多的矿井正在探索使用新的巷道掘进技术，以提高生产效率。当前，我国岩巷掘进工程还是以传统的普通钻爆法或以钻爆法为主的岩巷机械化作业为主要模式，这种单进低、费用高的施工方式效率低下，严重阻碍了煤炭开采业的良好发展。必须加强分析研究，通过改进挖掘机械、优化施工工艺，来提高快速掘进的施工效率，确保矿井安全、高效的生产工作。

1大断面巷道快速掘进技术的应用现状

随着矿山开采规模和强度的不断增大，为切实保证安全的操作和生产环境，满足煤炭开采中矿井掘进、运输、通风等系统中大型设备的顺利安装和安全运行的要求，煤巷作业断面也不断的随之扩大。有逐渐扩大的趋势。由于我国岩巷掘进工程还是以传统的普通钻爆法或以钻爆法为主的岩巷机械化作业为主要模式，这种单进低、费用高的施工方式效率低下，严重阻碍了煤炭开采业的良好发展。加强分析研究，在条件允许地区，探索使用岩巷掘进设备综合一体化技术，通过挖掘机械的改进完善和施工工艺的不断优化，在保证安全稳定的前提下提高掘进效率，使矿井开采更加高效、安全。

2影响掘进效率的主要因素

2.1人员素质因素

矿井掘进效率的高低，很大一部分因素取决于操作人员，他们的操作技术是否熟练、安全意识质量意识是否树立、工作积极性是否高涨等等，直接影响工作进度和工作质量。尤其当每尝试使用新工艺、新设备时，对工作人员进行培训教育，使他们对技术和机械设备的操作技巧熟练掌握，并熟悉各项工作的操作规范。矿井掘进施工中，涉及工种多，人员多，技术复杂，必须要有明确的分工，在熟练掌握各环节、各部位的操作规程和操作工序的前提下，密切配合，统筹协作、衔接连贯，才能高效并发挥先进设备的性能和优势，发挥出工作人员的技术作用。作为矿井管理者，要加强对工作人员的专业技能和生产工艺的培训，健全和完善安全等管理方面的制度，严格执行组织制度和劳动制度，完善生产管理的组织形式，建立岗位责任制管理制度，科学选择作业方式，科学的组织施工。尤其要加强对作业现场的安全管理，加大监督检查和问题排查，及时发现掘进方法或支护设计中存在的不合理问题，采取切实有效措施进行及时彻底整改，为打造安全作业的良好环境提供人力保障。

2.2机械设备、技术因素

掘进设备直接影响掘进速度，传统钻爆法中我们经常采用的凿岩机、掘进机等设备，因为功率小、钻速低，想大幅度提高掘进效率非常困难。探索新的设备核技术，在大断面开采中尝试使用盾构机，集掘进与支护等多种功能于一体，并借助计算机和信息技术、遥感技术，指导监控设备的运行，大幅度提高了设备的开采效率。除此之外，通过借助配套设备的机械化作业，大大简化了装岩工序，节约了时间。另外在生产技术方面，科学合理的选择锚杆能使锚固质量大大提升，科学合理选择湿喷工艺能使喷浆效果大大提升。通过每一种设备和每一种工艺的科学应用，就可以整体上提升掘进作业的效率和安全性。还需要注意的是，大断面造成的巷道支护困难以及增加知乎对巷道通风的影响等问题，都需要不断提升技术水平和引进先进的设备，进行科学有效的解决和处置。

2.3环境因素

采矿掘进施工环境中，影响掘进效率的因素除了人员设备和技术原因外，环境因素也是一个主要原因。比如瓦斯、地热、压力、地下水等环境因素的影响不可小觑，施工中必须要借助专业设备，加强对井下环境的实时监测，做好通风、支护等防范措施，确保有一个安全的作业环境，将安全风险消除在萌芽。

3大断面巷道快速掘进的关键技术

3.1机械化快速掘进的配套设备

一是锚杆钻机。因为大断面地质条件复杂，支护难度较高，应该引进更为先进的机械设备，比如进口锚杆钻机，其性能优越、稳定性好。或着根据具体的矿井环境特点，有针对性的对国产钻机进行改进和提升，使各个工序的机械支护化程度大大提高，更加适应综掘机的作业要求，更加与之配套。比如作业中因为锚杆钻机机体长、调速慢、平行作业受到限制，导致工作劳动强度高、移钻非常不方便等一系列问题。针对这种问题，要加强学习研究和分析，投入资金，研制出性能更加灵活、工作状态更加稳定、使用更加快捷方便、液压密封性能更好、不受平行作业面限制的高性能钻机，为巷道顶板支护提供先进的设备支持。二是加强连续掘进系统的设备配套。当前矿井支护中使用广泛的连掘系统，主要有悬臂式掘进机连续掘锚和采煤机组。悬臂式掘进机组适合矿井各种环境下的操作，操作中的最大优点是循环小、效率高，受作业面限制，支护掘进不能平行作业，同时作业中也存在着顶帮支护不及时、适应性不强的问题。所以作业中要针对不同的矿井地质条件，有针对性的优化作业工艺。如针对断层、陷落柱、软煤带、无煤区等地质条件相对复杂的施工环境，要增强其支护的质量和水平，必须要缩小连采掘进的循环进度，增加倒机次数。对于软煤层或软岩层，因为连采掘进机庞大的重量，掘进操作只能沿着煤层底板进行，即使这样，也经常发生连采机卧底事故，严重影响工作进程。综掘机重量轻，沿底掘进或煤层顶板施工来去自由，解决了较重的连采掘进机操作环境受限的问题。实际作业中，综掘机与高效锚杆钻机配套使用，切割能力大大增强，不受矿井地质条件的限制，能在复杂的环境中有效掘进，实现支护与掘进同时进行的平行作业方式，安全性能和稳定性能较好，有效解决了高瓦斯矿井安全生产问题。有了强大的设备支持，矿井掘进作业中，要健全和完善各种制度体系，确保在制度的约束下规范操作，每一个环节和工序都严格按照掘进作业的相关要求标准规范进行。除此之外，还要加强设备的定期检修和保养，确保综掘机随时能投入到工作。

3.2优化施工工艺

支护、出矸、打眼放炮是巷道掘进的三大主要工序，三大工序并非独立进行，而是配合操作中相互联系、相互制约。在掘进作业中如果施工顺序、时间、空间、人员、技术等方面协调不好，势必影响掘进速度。所以要提高掘进速度，在作业过程中必须要合理调配三大工序的时间和空间，使出矸、迎头打眼、锚杆支护能实现平行交叉作业，互不影响，相互配合，提高掘进效率。另外采用全断面光面爆破掘进方式，加强“两掘一喷”的循环作业，都可以提高掘进速度。打眼放炮时，需要注意的一点当工作人员进入掘进迎头时，要把施工所需要的材料、机具准备齐全。上一班次放炮后，可暂时不用清理迎头，待迎头上半部分炮眼打完后，再用装岩机集中的清理，迎头往后5米的矸石要送到后路，使迎头空间充足，然后再打下半部分炮眼；在扒矸过程中要平摊矸石，防止大量堆积。首先要扒干净迎头，再在距离迎头15至20米处将装岩机滑轮定位，装岩机开始连续扒矸作业，侧卸装岩机前后运动，配合扒矸作业。然后在预留的15米空间内安设两帮、顶板锚杆。当下半部炮眼施工接近一半时，先对上半部分的炮眼装药，然后再给下半部分炮眼集中装药，联线后按照规定放炮。如此操作，出矸、打眼、安设锚杆就实现了平行交叉作业，循环时间大幅度缩短。

4结语

大断面巷道快速掘进成为当前矿井作业的主要发展趋势，相关人员必须加强学习研究，不断优化巷道系统的综合设计，不断创新和完善掘进工艺，引进先进设备和技术，促进我国煤矿综采技术的提升，实现煤矿开采业的高效发展。

参考文献：

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