身份证号码：1324021981****3618 淮南矿业集团顾北煤矿 安徽省淮南市 232000
摘要：煤矿是我国发展中的重要资源，当前，我国新技术的主题是煤矿机械生产企业，快速推动了我国煤机产业的发展。当前，我国的煤矿开采和装备技术水平已赶上和超过了发达国家。本研究主要分析岩巷的施工技术及装备现状，阐述全岩巷掘进机的技术发展趋势和矿井巷道掘进工艺的发展方向。
关键词：岩巷；掘进装备；掘进工艺；发展方向
引言
随着煤炭开采技术和采煤方法的迅速发展，综合机械化采煤工艺应用，使得煤矿开采效率大幅度提高，而巷道掘进效率却相对较低，特别在岩巷掘进中，机械化程度较低，工艺不够合理，施工速度较慢，制约了矿井发展，出现采掘衔接紧张的局面，为了解这一问题，该煤矿采用液压锚杆钻车配钻装机，形成了钻、装、运、支机械化配套作业线，提高了岩巷掘进速度。
1岩巷装备及施工技术现状
目前综合机械化掘进法及钻爆法是我国煤矿岩巷主要施工方法，各种机械化程度装载、支护相关配套，以全液钻车配套的装运机械化作业线、单体凿岩机及配套装运机械化作业线是当前的几种岩巷掘进机械化作业线的主导。其中单体凿岩机机配套装运机械化作业线中，以带式转载机及耙爪式或侧卸式装岩机配套的作业线和以轻型调车设备和耙斗机为装载机为配套岩巷机械化作业线是该作业线常用的2种配套方式，这2配套方式都存在一定的缺陷。因而全液压钻车得以兴起，并成为我国大型矿井推进岩巷的主要作业线。重型悬臂式掘进机和全断面掘进机是用于全断面岩巷的2种掘进机，适用于煤矿井下硬岩巷道的施工则是重型悬臂式掘进机。近年来我国在对国外全岩巷掘进机进行引进的基础上，也在国内对岩巷掘进机进行了研发，取得了较大的进展，岩巷设备的更新，同时也促进了施工技术水平的提高。
2矿井巷道掘进工艺的发展
2.1岩巷向煤巷发展
岩巷向煤巷发展是煤矿设计选择的方向，更是大多数矿井提高经济效益的重要手段。
2.2矩形断面是巷道拱形断面的发展方向
拱形断面虽然可对巷道的受力状态进行改变，便于对巷道形成支护，但对掘进设备的施工工艺具有较高的要求，此种断面成巷速度慢，不能对成巷质量进行保障，某些时候还会对顶板造成破坏。对于需要再次工作的巷道，拱形断面加大了采煤工作面端头的支护的难度，对锚索、锚杆利用能够对对支护可靠性进行保证，并对拱形巷道存在的缺陷也得到很好的弥补，矩形断面应用于深层巷道的趋势也不可阻挡。
2.3煤层顶板巷道或全煤巷道
以往的岩石顶板煤巷逐渐变少，沿煤层底板掘进的方式逐渐成为主流。特别是应对厚煤层和中厚煤层，沿顶巷道和全煤巷道将成为主流的方式。
2.4巷道在向满足高地压和多次动压的方向发展
矿井开采力度的加大，上覆地层的高强度移动变形，形成较大的动压，对巷道的破坏较大。锚杆支护设计的研究在向着满足高地压和多次动压的方向发展。从煤矿巷道工程发展的方向来看，研究巷道的掘进工程非常重要。一个矿井，煤巷工程量要占矿井总工程量的75%～85%。在生产矿井的巷道总工程量中，煤巷工程占总工程量的80%以上。减少岩巷工程，尽可能多掘煤巷工程，是矿井提高经济效益的一项重要手段。为此，研究和探索煤巷的快速掘进装备和技术，是生产矿井的一项主要工作。目前的煤巷掘进破岩方式主要有钻眼爆破掘进和掘进机掘进两种。钻眼爆破掘进法，适应性强，但施工工序多，劳动强度大，掘进效率低。而掘进机掘进法，机械化程度高，劳动强度低，效率高，但适应性差，仅适用于煤巷施工。目前，我国大中型矿井采用掘进机施工的煤巷工程量占到总工程量的85%以上。掘进机掘进技术以其快速、高效、安全等特点，成为煤巷掘进的主流。
2.5巷道主动支护是巷道被动支护的发展方向
巷道主动支护将是巷道被动支护的发展方向，石材整体支架、金属支架、木支架是被动支护的主要形式，上述支护形式对于围岩形成的预支撑力不足，只有当围岩压力上升或者围岩变形时，才能将其作用发挥出来。近年来，随着锚杆支护理论的深入研究，使不同锚杆支护理论得以完善，梁网和锚杆组合支护形式应用非常广泛，进而促进了巷道主动支护新体系的发展。
2.6掘进工艺
（1）爆破使用乳化炸药和毫秒延期电雷管，全断面一次光面爆破掘进。爆破效果良好，周边眼痕率大于85%，爆破效率85一90%，每个班循环进尺为1.7一1.8m。爆破设计见图1：
图2 爆破图表
（2）运输，由侧卸式装岩机装岩，到胶带转载机装车，最后由8吨蓄电池机车拉出，并加强装岩调车工作组织，应及时供应空车，运输重车。
（3）支护，采用锚喷支护，选择φ20高刚度螺纹钢锚杆，并保证初锚力充分发挥锚杆的支护作用，喷射混凝土，初喷不小于30mm，混凝土标号C15，水泥标号不低于325#。
2.8岩巷掘进装备
新中国成立之后，受到我国的工业化、机械化工程深入推进的影响，我国煤矿行业特别是煤矿开采的机械化程度显著提高，截至2009年，我国国有重点煤矿的机械化程度已经高达85.5%。在机械化过程中必须要提及的就是巷道支护、凿岩、运输等方面的装备。凿岩设备从最初的手持式装备过渡到气腿式风动凿岩装备，再发展到液压（气动）此外，挖斗装岩机、仓式列车、梭式矿车也逐渐推广应用。最后，在借鉴引进发达国家技术与自主研发的基础上，全岩巷掘进机的发明与应用给我国煤矿岩道掘进的发展带来了新的动力。全岩巷掘进机主要分为以下两种：一是全断面掘进机，主要适用于隧道施工；二是重型悬臂式掘进机，一般应用在煤矿井下硬岩巷道环境中。?凿岩装备。支护设备方面，锚杆钻眼从电动钻机发展为机载式液压钻机。
3全岩巷掘进机技术发展方向
整体来看，在一段时间内，全岩巷掘进技术仍然会沿着综合机械化与钻爆发的发展轨迹推进。首先是综合机械化，在机械化的基础上着力提高技术之间的融合性以提高整体效益，探索智慧型装备。目前，我国已有部分大截割功率的岩巷掘进机研发完毕并进入试验阶段。钻爆法作为掘进技术中的一个较为成熟的技术仍然是硬岩巷道掘进的主力。此外，综合其功耗、经济、效率等多方面的优势，液压钻车、机械化装载等技术受到了业内的广泛好评，或可成为未来岩巷钻爆法掘进的一个趋势。
结语
基于煤矿巷道工程发展方向对巷道的掘进工程进行研究十分重要。对于一个矿井而言，在煤矿总工程量中，煤巷工程量占据较大比例。在对矿井的巷道整体工程量进行生产的过程中，煤巷工程占据了80%的工程量。对岩巷工程进行降低，提高掘煤巷工程量，可对矿井经济效益进行提高。因此对煤巷的相关技术及快速掘进设备进行探索和研究是生产矿井中的一项重要工作。
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论文作者:张凯亮
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第12期
论文发表时间:2019/11/15
标签：巷道论文; 煤矿论文; 矿井论文; 工程量论文; 断面论文; 作业论文; 掘进机论文; 《建筑细部》2019年第12期论文;