半煤岩巷快速掘进技术研究

半煤岩巷快速掘进技术研究

发表时间：2018-03-02T16:04:26.063Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第27期作者：董冬

[导读] 在掘进过程中，巷道的岩层条件是最重要的影响因素。

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摘要：随着经济快速发展，对能源需求量猛增，面临新的历史条件，各煤炭企业只有不断创新技术，更新设备，才能占据市场，提升竞争力。半煤岩巷快速掘进技术的科学运用，能够全面提高生产速度，保证生产质量，提高作业效率，对煤矿生产起到了良好的推动作用，实现了煤矿生产高效、稳定、安全目标。

关键词：半煤岩巷；快速掘进；技术

1煤巷快速掘进的影响因素

从施工原理及巷道掘进过程来看，影响因素主要有以下４个方面：

1.1煤层巷道的地质条件

在掘进过程中，巷道的岩层条件是最重要的影响因素。如果巷道中煤岩的硬度太高，则掘进相对更加困难，并且在掘进过程中对机器的磨损和消耗也更大，由此产生的震动及落煤时带来的冲击也会对机器造成很大影响，将严重影响掘进效率。此外，岩层的渗水速度和渗水量、瓦斯的冒出速度，也属于巷道的地质条件。

1.2掘进设备的技术性能

这也是影响掘进效率的主要因素。目前国产快掘机械与世界其他发达国家相比还有很大差距，直接影响了掘进效率的提升。

1.3掘进支护的施工工艺

我国当前面临最突出的问题是支护的工艺还比较落后，比如在锚杆打眼的过程中容易出现跑偏，并且在锚杆的排列上也是凭借经验，导致支护的速度跟不上掘进的速度。

1.4企业职工的专业技能

当前在很多企业引入新型设备后，没有对职工组织专门的专业技能培训，这就导致对于新设备懂得人少，使用过程中的维修保养跟不上。在设备发生故障时，企业内部的员工由于专业的限制无法排除，需要从厂家借调专家进行维护，造成了人力资源的浪费。

2半煤岩巷道快速掘进技术措施

半煤岩巷道快速掘进施工，需要科学设计，合理组织，确保技术到位，满足推进需求。这就要结合实际情况进行技术设定，全面发挥技术作用，确保推进速度与效果。以实际为例进行分析，对设计长度为1950m的顺层巷道煤矿进行技术施工时，煤层倾角需要保证0～9°，16煤层厚度保证在0.81m～1.08m，形成0.96m平均厚度。灰黑色细砂岩底板硬度大，需要钻眼进行整体爆破，凿岩需要使用7655型凿岩机施工，利用二级煤矿乳化炸药做全面的岩体爆破，耙装借助P-30B型耙装机进行，而输送则需要借助SPJ-650型胶带运输机进行，只有这样，才能确保施工质量，满足煤炭开采需求。

2.1合理组织施工优化设计

巷道设计宽度为2.6m的净宽，如果领先传统输送手段则无法进行，因为矿车排矸不能满足宽度需要，降低了运输速度，使工作效率变低，与当前所要应用的快速掘进要求极不相符。通过对巷道净宽的设计改进，宽度增加了1m，达到3.6m，同时铺设轻轨15kg/m，运料时使用平板车，排矸时将胶带运输机进行铺设，全面提高排矸效率和掘进速度。采掘工作面能够借助胶带运输机和耙装机运出煤矸，把煤板安装在运输机机尾，形成有效连接，移动的时候，需要借助回头轮与回柱绞车进行牵引，采掘迎头牵引运输机机尾和耙装机后，将胶带机适度延长，将运输机机尾与耙装机加以固定、卡紧，巷道底板通过地锚固定轨道并进一步锚固运输机机尾，确保进度与效率。

2.2对施工工艺和方法进行改进

施工的过程需要大量使用钻眼爆破技术，要想达到大眼标准，则需要使用凿岩机进行施工，保证深度。可以同时使用3台凿岩机共同作业，结合炮眼与中线对图标进行合理的布置，保证定责、定位、定眼、定钻，确保钻眼施工质量符合设计要求，使用1.6m、1.8m、2.0m、2.2m四眼组炮进行科学的试验，取平均数合理比较后，找到最为合理的爆破效果，通过比较，我们发现1.8m炮眼符合施工标准，能够达到规定要求。每卷150克重量及规格是Φ32×200mm的二级煤矿乳胶炸药，延期电雷管是1～5段毫秒，借助一次性起爆的MFd-200型发爆器，以串并联联线方式进行爆破施工。保证巷道一次成型，实现节省材料、提高质量的目标。

2.3高预紧长锚固技术

通过预应力锚杆在顶板形成足够厚度的锚固岩梁，消除离层、避免失稳，实现本层内、多层间的双向联动，称为连续梁理论。连续梁指的是巷道顶板可以在垂向、水平两个方向形成连续的梁，在顶板岩石条件简单、岩石坚硬的情况下，巷道宽度上的连续很容易满足，在竖直方向上的连续需要考虑锚杆的支护作用。连续梁理论认为顶板稳定性很大程度上取决于锚杆预应力的水平，当预应力达到一定水平时，锚杆预紧力有效范围内的顶板离层得到控制。在预应力的作用下锚杆通过补强及协调变形两个作用抑制顶板变形。在高压力水平下，高预应力的低强度锚杆比无预应力的高强度锚杆支护效果会更好。高预应力锚杆旨在建立连续梁的顶板，以克服高压力造成的顶板失稳，实现顶板刚性梁或似刚性梁，消除拉伸区，同时降低巷道两侧的应力集中系数。高预紧长锚固技术可以形成高预紧力、厚锚固层的连续梁。高预紧长锚固锚杆是指工作效能达到普通锚杆3倍以上的高性能锚杆，利用它可以实现跨界支护，确保巷道稳定性。高预紧长锚固技术是实现连续梁理论的必要条件。

3提高掘进速度建议

在实际施工过程中，需要根据现场情况做好技术选择，合理调整设置，综掘巷道一次性成型，效果良好，掘进速度也非常快速。

3.1实现设施设备更新换代

现代技术不断发展与成熟，更加先进的设备得到广泛推广与应用，要想全面提高半煤岩巷道掘进速度，需要在实际施工过程中，考虑引进技术更加先进的重型综掘设备，通过设备改造，提高生产质量，保证生产能力，为了保证技术发挥，还需要在掘进支护配套设备和机

载锚杆机打眼安装机同时更新，这样才能全面提高设备性能，保证发挥应有的功能，实现科学生产的根本目标。

3.2考虑瓦斯安全因素

综掘时采用蟹爪式装载机，设备体积较大，对生产环境要求较高，受到设备限制，需提前为其开出一定范围的机窝，因此还需保留若干钻爆法配耙斗装载机的普掘队伍，保证协调配合，完成生产任务。普通机械化掘进也需要保留，在掘进支护配套上需要共同配合使用，才能达到良好效果，保证普通机械化掘进单进水平能力正常发挥。

3.3加强教育培训提高技术能力

机械化快速掘进需要人员进行设备操作，机械操作人员水平高低，对所掘巷道质量、速度有着较大的影响，同时也直接关系企业最终的效益。只有全面提高人员素质与技术能力，才能良好把握巷道成型质量。机电检修工技术水平关系到设备是否能够良好运行，对机械维修能力，决定了施工进度。要想保证作业效果，则必须对各工种进行严格、专门、综合的整体培训，全面提高员工的技术素质，实现快速掘进、保证作业品质。

结束语

煤矿的形成较为复杂，分布较为广泛，在进行开采过程中，会受到一系列不利因素影响，只有全面保证薄、厚煤层协调配合采掘，才能提高生产量，保证生产成果，半煤岩巷道采掘技术能够保证生产的安全稳定，在所有技术应用中占据很大比例，只有全面提高半煤岩巷道快速掘进技术能力，才能确保生产效率，完成生产任务。半煤岩巷道快速掘进技术主要是利用钻眼方式对岩体进行爆破，通过技术的良好运用，达到煤炭开采良好效果，保证生产产量。

参考文献

[1]张文军.半煤岩巷综掘工作面安全高效快速掘进技术研究[J].能源技术与管理，2015，4004：100-102.

[2]樊伟峰.综掘工作面掘锚护一体快速掘进技术及应用[J].煤炭科技，2016，04：67-69.

[3]陈兆平，袁明波.大倾角半煤岩巷道综合机械化快速掘进实践[J].内蒙古煤炭经济，2016，12：134-136.