秦宏图 钟子奎
临沂矿业集团菏泽煤电有限公司彭庄煤矿 山东 菏泽 274700
摘要：经过探测表明，我国的地下煤矿资源富裕，开采的煤矿潜力巨大，目前能够满足人们对煤炭的需求，在加快煤矿巷道掘进机械化、自动化水平的基础上，伴随采掘一体化进程的平衡和发展，煤矿巷道的地下掘进纵深面不断推进、煤矿开采作业面也不断开阔。为了加快煤矿巷道掘进的速度，提升掘进效率，本文介绍了煤矿巷道的掘进技术，分析当前煤矿巷道掘进的现状，并对影响因素进行优化，以达到快速高效地掘进效率进行探讨。
关键词：煤矿；巷道；掘进技术；支护技术
1影响煤矿巷道掘进技术的因素
1.1施工组织管理因素。煤矿企业中的施工组织管理是影响岩石巷道掘进的“软因素”，要有组织、按秩序地进行施工科学管理，注意把握煤炭产出量与掘进开采量之间的配比关系，杜绝盲目掘进，必须在施工中加强掘进技术协调配套，用科学的、系统的组织管理理念来进行掘进作业面的具体施工。
1.2地质构造环境。煤矿巷道掘进在地下作业，因而，地层的构造分布就成为了其主要影响因素，地质中的岩石硬度、褶曲构造、围岩节理等特殊构造都对掘进技术选择至关重要。例如，岩石的硬度太硬，对掘进和支护有不同的相反影响，一方面会给巷道掘进造成大量的推进难度，使掘进工程进度缓慢；另一方面，由于岩石坚硬，给支护作业创造了很好的顶板条件，在掘进作业前只需临时支护，再在掘进作业之后布以永久支护，就可以完成掘进与支护相配套，使掘进与支护并行作业。另外，岩石中的不同节理构造，使煤层厚度骤然发生改变的情况下，也会造成瓦斯浓度骤然加大的可能性，这些不同的地质变化，都会增加煤矿巷道掘进的安全威胁，影响煤矿巷道的掘进技术的合理选用。
1.3运输及装备技术制约。在煤矿开采的发展进程中，涌现了一些新的技术，研制出了相应的配套装备，但是，掘进设备及零件的核心构造技术还比较匮乏，设备整体性能差，自动化、科学化水平不高，在煤矿巷道机械推进时，较高的故障率给掘进造成了障碍。另外，全断面的掘进机，迁移时需要拆卸零部件，这使得全断面掘进机的拆卸和安装、运输成为考虑的重点技术之一。
2煤矿巷道掘进施工技术要点分析
2.1运输系统优化
对于巷道掘进施工技术而言，既可选取胶带输送机进行运输，又可采用水平缓冲矸石仓实施煤炭的传送。其中，胶带输送机与传统形式的绞车相比，具有运行稳定、便于操作、人力与设备投入成本低以及低能耗、高效率等特点。并且，采用胶带运输机更能有效减少运输时所发生的稳定性匮乏等问题，且能够实现与料矸运输互不影响的情况。而水平缓冲矸石仓则是在应用胶带运输的前提下，将存储矸石的位置设定于巷道之外，由此便可进行矸石、轨道以及人员等方面的分离，若再采用扒装机与出矸系统相连接，则能够确保矸石传输的及时与稳定。
2.2通风与降尘
首先，通风作业。对于煤矿巷道而言，掘进工作面良好的通风性是确保煤矿开采施工作业的基础。通常情况下，掘进工作面所采用的通风设备为机械通风机，且依照施工现场条件，压入式通风机的应用则更为普遍。为确保巷道的通风状态优良，不仅要在通风机安装前，进行细致的检测与排查工作，更要安排专业安装人员进行相关组件（线路、控制装置、变压器等）的安装，以此确保通风设备安全、稳定的运转。其次，在煤矿开采作业中，会由于煤层、岩层间的相互摩擦及挤压等因素而导致大量粉尘的生成，并且在施工过程中受机械设备与施工操作等方面的影响，粉尘将会在空气中肆意飘散，不仅会影响到机械设备等的运转状态，更会严重影响到施工人员的自身健康。通常所采用的降尘方式较为多样，如施工中的同步洒水操作、湿式凿岩钻眼技术、巷道岩壁的冲洗作业以及其他通风除尘等方式。但无论采用何种方式进行降尘或除尘，都应借助检测仪器对空气中粉尘浓度进行测量，以此在确保设备正常运转的基础上，更能确保施工人员的身体健康。
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2.3光面爆破
在现阶段的煤矿巷道施工中，通常采用光面爆破技术进行巷道的掘进作业。此种爆破技术的特点，即是在引爆该爆破点的同时，也能触发相邻爆破点的同步引爆，并依照此种具有叠加性的方法，在围岩表面位置处形成平整的爆破面，且在随后的爆破过程中，严格限定炮眼位置、爆破点间距以及炮眼内装药量情况等，以此确保爆破效果符合掘进需要。
3煤矿巷道支护技术要点分析
3.1砌碹支护
砌碹支护由四种形式构成，即混凝土砌块、现浇混凝土、现浇钢混以及料石等。此种支护技术应用时期较早，因其工艺技术较为简单且加固性较强，使得在现阶段的部分巷道掘进施工中，仍采用此种方式进行支护。然而，砌碹支护技术归属刚性被动支护范畴，不仅劳动强度大，施工推进速度缓慢，且适应性较弱，并伴随较高的投入成本。由此也导致此种技术形式难以满足多样化的煤矿巷道支护，仅能在硐室或特殊巷道内得以应用。
3.2棚式支护
棚式支护技术所选用的支护材料可选取为木材、金属以及钢筋混凝土材料，但随着各类支护材料在应用中的综合评估，如适应性、成本、加固程度以及施工便利性等，致使在现阶段的棚式支护技术应用中仅留存具有便利性特点的金属材料所构成的支护技术形式。然而，棚式支护形式与砌碹支护形式同属刚性被动支护技术，所存在的缺点基本相同，这也使得此种支护形式逐步被其他现代化的支护形式所替代。
3.3锚杆支护
实施锚杆支护技术时，不仅要严格控制锚固区域内的围岩滑动变形等情况，更要对所涉及到的托板、钢带以及金属网等支护系统构件进行细致的选取与设定。在此基础上，应通过锚杆所具有的加固性能，来保障周围岩体的结构稳定与完整。此外，在应用锚杆支护技术时，应选取具备高预应力的强力锚杆来辅助支护方案的实施，以此确保支护过程中围岩形变或应力破坏的情况得以削减或消除。
3.4锚索支护
在煤矿巷道掘进施工中，所涉及到的岩层地质条件千变万化，不仅会由小构造体的破坏而生成的细小碎块，更会依照掘进的深入而促使地应力的显著提升。并且，对巷道支护与顶板管理的难度也会明显增加。在此基础上，若采用锚喷支护形式的巷道，便极易出现喷层开裂、脱皮掉块以及顶板下降等问题，此时，则应选取锚索支护技术进行巷道的支护工作，以此确保持续施工的安全性与稳定性。
3.5注浆加固
注浆加固技术是利用水泥与高分子材料等制作成注浆液并将其注入围岩之中，由此将岩体构成具有明显强化作用的加固带，进而有效改善围岩原有的应力结构。而此种注浆加固结构也是施工中所提到的注浆帷幕，通过此种加固形式的应用能够有效提升岩体的整体性与稳定性，促进围岩强度得到进一步的增强。除此之外，还应在选取好注浆材料后，对巷道的地质条件以及现场的施工作业环境等进行紧密的结合，以此确保煤炭生产的安全性与经济性。
结束语
煤矿巷道工程是井下工程的一个重要组成部分，针对不同的地质条件和不同的巷道环境，采用优化的煤矿巷道掘进技术，提高煤矿巷道掘进效率，是保证煤矿企业经济效益的重要前提。随着煤矿井巷掘进的实际运用和发展，主要从爆破、掘进和支护三大技术入手，采用新型的技术和工艺，突破机械设备中的核心技术研究，解决掘进机械中的故障难题，运用计算机现代化手段进行过程实时监控，我国的煤矿巷道机械化掘进正在向自动化、系统化和集约化为一体的方向发展，在机械技术工艺上还大有潜力可挖。
参考文献
[1]闫蹬杭.煤矿巷道掘进施工及支护技术探讨[J].内蒙古煤炭经济,2016(23):113,120.
[2]王富亮.煤矿巷道掘进施工及支护技术分析[J].城市地理,2017(14):139.
论文作者:秦宏图,钟子奎
论文发表刊物:《防护工程》2018年第11期
论文发表时间:2018/10/11
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