煤矿岩巷快速掘进技术及其应用

煤矿岩巷快速掘进技术及其应用

摘要：在对煤矿资源的采集中，岩巷快速掘进技术极其重要，它在在煤矿的工期、成本以及工程量中占有极大的比重。而煤炭作为重要的能源资源，对我国经

济的发展有着很大的影响。然而现在煤炭资源的采集速度无法有效应对现在经济

发展的需要，将会严重影响我国经济发展建设。所以需要对岩巷快速掘进技术进

行研究，增强它的有效性与可行性。

关键词：煤矿岩巷；快速掘进；技术；管理

1煤矿岩巷快速掘进技术

1.1爆破技术

毫秒雷管的出现和工业炸药的发展促进了煤矿岩巷爆破技术的进步。中深孔

爆破技术由浅孔爆破演变而来，其炮眼深度在1.8m以上，该技术的单循环进尺高，而且可以节省生产成本和辅助时间。目前中深孔爆破的炮眼深度大多在2m

以下，炮眼深度2.2m以上爆破技术仍然应用较少。掏槽技术是中深孔爆破的关键，煤矿岩巷掘进主要有斜眼掏槽和直眼掏槽两种形式。其中斜眼掏槽的面积较

大且掏槽效率高，需要用到的炮眼也比较少，工作量小，但是受煤矿断面尺寸的

限制较大因而角度控制难度高。常见的直眼掏槽有四角柱掏槽、菱形掏槽等等，

直眼掏槽可以应用于各种煤层断面上，操作方法简单且易于掌握，但是需要的炮

眼数量较高。光面爆破技术也是重要的岩巷快速掘进手段，该技术爆裂震裂隙较少，可以确保煤矿挖掘过程中周围岩石的完整性，确保围岩的稳定性和承载能力，超挖欠挖的情况可以得到有效的控制。但是光面爆破技术无法对岩巷掘进面周边

的质量进行精确控制，因而在此基础上出现了异型药包爆破、切槽孔爆破等控制

爆破的高级形式。在现代化机械技术的支持下我国煤矿生产实践中形成了钻爆法

机械化作业线，该作业线的应用显著提升了煤矿岩巷爆破法掘进的效率。

1.2岩巷支护技术

以锚杆为主导的联合支护手段在目前的煤矿岩巷掘进中较为常见。锚杆支护

技术可以通过锚入围岩的锚杆促使岩巷周围岩石的力学特性发生改变，从而在巷

道的周围形成一个相对稳定的岩石带，再通过锚杆和围岩的共同影响进行巷道的

维护。锚杆支护具有适用性强、应用范围广、劳动强度低、维护成本小、采掘断

面少及通风阻力降低等优势，但是无法预防岩巷周围岩石的风化，没有办法避免

锚杆以及锚杆间隙岩石的掉落，因而在岩巷掘进过程中结合锚喷技术以有效提升

煤矿岩巷快速掘进围岩支护的整体效果。锚喷支护技术是近些年来应用最普遍、

发展最快的支护技术，可以有效控制巷道的变形、初级岩巷掘进速度的加快，光

面爆破与锚喷技术的结合也在一些井筒、煤仓、巷道维修中也得到了应用。

1.3输送技术

快速掘进煤矿岩巷中所使用的输送技术包含有矸石仓的水平缓冲与输送机技术，这里提到的输送机是指的胶带输送机。传统的输送设备有着出矸速度慢和需

要大量人工的缺点，同时其设备自身也有着很多的问题。而通过使用胶带输送机

不仅可以有效增强操作人员的人身安全，更可以通过可以分成上下两层的方式同

时进行运送物料与矸，有效的减少能源与资源的消耗，对它的管理和维护也比较

简单。胶带输送机是矸石仓水平缓冲的基础，胶带输送机可以有效的分割、人行道、轨行道和矸石，同时中间可以搭设防护网，将其设置为矸石的水平缓冲仓，

建设一个良好的连续出矸系统，还可以大大减少工人的工作强度。

1.4综掘法岩巷快速掘进技术

综掘法是近二三十年内发展起来的一种先进的煤矿岩巷快速掘进技术，主要

是通过刀盘掘进机和悬臂掘进机的使用实现煤矿岩巷的快速掘进，掘进机设备集

装载、切割、转运、降尘等功能为一体，具有连续掘进的突出优势。刀盘掘进机

在隧道掘进中的应用较多，但是在煤矿岩巷掘进中的应用效果没有悬臂式掘进机

突出，因而悬臂式掘进机作业是综掘法煤矿岩巷快速掘进的主要形式。悬臂式掘

进机作业线由主机和其他配套设备组成，包括悬臂式掘进机、除尘系统、带式输

送机、桥式转载机以及机载锚杆钻机等。利用综掘法进行煤矿岩巷的掘进可以将

切割后的岩石利用转运机构输送至掘进机的尾部将其卸下，再利用输送机、梭车

等将破碎的岩石运走。但是综掘法也存在适应性不强、对环境要求高、工作面除

尘效率低下、配件可靠性及自动化程度不高等问题。

2加强岩巷快速掘进水平的措施

2.1强化劳动组织管理，多个水平工序交叉开展

在岩巷快速掘进作业过程中，需要严格遵循煤矿生产安全条例，建立健全平

行工序的交叉操作制度，确保作业人员的安全。同时还要针对具体的掘进设备及

施工要求，并与各个工序的需求和潜能有效结合，通过开展针对性的测绘，制定

出更具科学性和有效性的作业分配方案。特别是在岩巷掘进工作过程中，需要以

平行操作方式，尽量使用平行施工方案，以此来推进掘进工作的有序开展。

2.2科学组织施工

通过完善组织模式，可以有效地推进掘进的速度。但在具体岩巷掘进作业过

程中，为了确保工期，则需要科学组织施工，并对安全层面的保障给予充分重视。在具体掘进过程中，合理配置和应用施工工具和具体施工工艺，对施工组织管理

的各项细节进行掌控，确保施工管理的完备性。

2.3不断改进掘进工具

在煤矿巷道掘进作业过程中，掘进设备作为重要的组成部分，同时也是确保

岩巷快速掘进的重要保障，因此需要根据实际环境来选择适宜的掘进工具，确保

其与工作环境相契合。同时针对于当前煤矿开采的实际情况，还要加大对掘进工

具的改进，促进掘进工具的更新换代，以此来确保岩巷掘进工作的连续、平稳开展。特别是在选择液压值和电学器件时，需要遵循质量至上的原则，对于掘进设

备中的齿轮装置和连续性装置，尽量不采用串联装置。同时利用嵌装型的系统来

替换掉螺栓型组装系统，以此来为操作和检修提供更多的便利条件，确保岩巷快

速掘进设备在使用过程中具有能够安全、稳定的运行。

2.4完善施工方法和工艺

为了能让岩巷掘进速度达到理想值，就不应仅仅使用国内外业已成熟的开采

方式，还需要在岩巷快速掘进技术发展的进程中率先利用全新的掘进技术或手段，从而推动岩巷的快速掘进技术更快地发展，譬如深孔爆破法等。为了在岩巷快速

掘进的过程中达到理想目标，还应从施工工艺上来保证每个层面的生产连续性，

通过不断对施工方法和施工工艺进行完善，科学合理地确保每个工序之间能同时

开展平行施工，以此来提升岩巷掘进的速度。

2.5加强科学管理，保证比较正规的循环率

在岩巷快速掘进作业工作中，需要做好掘进阶段指标的分配工作，即在实际

工作中可以以各个掘进小组作为核算因子，保证百分之百的正规循环率，测算每

个小组在各个阶段的具体进度和整个团队的月掘进状况，基于测算数据来分配相

应的指标，并执行目标化的考核举措。而且可以以班作为具体的考核单位，根据