谈我国煤矿巷道掘进技术及其影响因素
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摘要：随着采矿技术的不断发展，煤矿采掘机械化水平有了很大程度的提高。特别是井下，其工作环境恶劣，巷道掘进技术如何、煤矿采掘设备的使用维护质量如何，不仅影响设备安全运行，本文结合我国当前主要巷道掘进技术，并分析总结了影响巷道掘进作业的主要因素，以促进未来巷道掘进技术发展。
中图分类号：X752文献标识码： A
煤炭是我国国民经济发展过程中最重要的能源，其中已探明储量1万亿吨，占世界总储量的11.60%。从煤层分布上看主要是地下储藏，因此主要采用的是地下开采的方式。随着煤矿采掘的机械化程度的提高．在国有大型煤矿当中已经出现了年产几百万吨级以上的超大工作面，回采巷道的消耗数量急剧增加，这就意味着巷道掘进技术成为煤矿高效节约化生产的关键因素。因此采掘技术及其装备水平直接关系到煤矿的生产能力与安全，巷道掘进技术正在朝着高效机械化掘进与支护技术的方向发展。
一、我国巷道掘进的几种方式
20世纪80年代以来，我国对矿井设计进行了改革，取消了岩石集中巷布置方式，将开拓巷道和采准巷道布置在煤层中，增加了煤巷在井巷工程中的比例。目前，煤矿掘进巷道中大量的是煤巷，约占总掘进巷道工程量的70％左右。我国煤矿巷道掘进的方式主要有3种:①采取综合机械化掘进的方式。②采取多巷掘进、交叉换位施工的方式,是连续采煤机与锚杆钻车配套的作业线方式。③一种正处于实验阶段的掘锚一体化掘进。
1.1煤巷综合机械化掘进
煤巷综合机械化掘进由悬臂式掘进机、转载机、可伸缩带式输送机（或刮板输送机）、单体锚杆钻机、通风除尘设备及供电系统等设备组成。悬臂式掘进机是煤巷综合机械化掘进的关键设备，掘进机的性能对于提高掘进工效和掘进进尺具有重要作用。目前，我国已形成年产一千余台的掘进机加工制造能力，研制生产了二十多种型号的掘进机，初步形成系列化产品，基本能够满足国内市场的需求。
悬臂式掘进机在我国重点煤矿已普遍使用。但由于是单巷掘进，且采用单体锚杆进行锚杆支护，掘进和支护不能平行作业，影响了掘进速度的进一步提高。
1.2大断面煤巷连续采煤机高效掘进
连续采煤机是一种具有较大截割宽度的集落煤、装运及行走为一体的综合机械化掘采设备，在国外广泛应用于矩形断面的双巷或多巷快速掘进，以及短壁开采，已成为现代高产高效矿井的重要设备。我国引进连续采煤机始于1979年，迄今为止大体经历了单机和成套设备引进两个阶段。目前，我国神东公司、晋城煤业、万利公司、鲁能集团、伊东公司及伊泰公司等矿区使用连续采煤机近60余台，用于大断面煤巷的掘进和短壁开采。
连续采煤机掘进工作面设备配置按工作面运输方式一般分为两种：一种是间断式运输方式，工作面配置为连续采煤机、运煤车或梭车、给料破碎机、锚杆钻车、铲车及胶带输送机；另一种是连续运输方式，工作面配置为连续采煤机、锚杆钻车、连续运输系统、铲车及胶带输送机。连续采煤机在大断面煤巷掘进时，连续采煤机与锚杆钻车采用交叉换位作业方式。连续采煤机在运输巷道掘进的同时，锚杆钻车正在回风巷道进行锚杆支护作业，当连续采煤机完成一个掘进循环时，与锚杆钻车交换位置。为满足机器调动和运输的要求，两条巷道之间每隔50m掘一条联络巷。
1.3掘锚机组掘锚一体化掘进
为了实现煤巷快速高效掘进，适应锚杆支护技术的快速发展，世界主要采煤国的快速掘进装备在不断的发展，掘锚机组是适用于高产高效矿井煤巷掘进的掘锚一体化设备，是在连续采煤机或悬臂式掘进机的基础上发展的一种新型掘进机型。掘锚机组是将掘进机与支护有效组合起来，减少掘进与支护设备的换位作业时间，在同一台设备生完成掘进与支护工艺。目前，掘锚机组主要有两种：一种是以连续采煤机为基础的掘锚机组；一种是悬臂式掘进机机载锚杆机的掘锚机。
二、煤矿巷道掘进工作主要影响因素
2.1人员素质
劳动者的素质主要包括受教育程度、技术熟练程度、劳动者的生产积极性、安全教育等几个方面。影响地下矿山井巷掘进的因素很多，比如操作人没有按照规程作业，操作人员文化水平比较低，对生产工艺不熟悉，对生产设备的性能了解不够等等。因此，在施工前和劳动过程中，加大对工人的技能培训尤为重要，劳动技能的改善，可极大提高工作效率。另外，管理者，特别是基层直接管理者的技术水平、组织能力、管理能力、培训能力等方面在施工组织中尤为重要。
2.2地质条件
煤矿巷道生产掘进过程中地质构造是首要影响因素，具体体现在煤岩硬度、围岩节理、褶区构造及劈里发育状况、瓦斯量、顶板、底板稳定性、涌水量标准等。优质的地质条件提升掘进速度，相反复杂多变地质条件会产生对快速掘进的制约作用。例如煤岩硬度较高地质条件构成的稳定顶板会令支护条件变好，在实施掘进之前我们只要开展临时性支护，完成掘进后再实施永久支护即可，基于支护与掘进作业的并行开展特征，必然会令掘进机工作效率显著提升。而岩层具有的褶曲断层节理则可令其煤层厚度产生变化，在发生变化位置则较易形成冒顶、塌落或偏冒现象，会对掘进施工安全性与进度造成严重影响。煤矿开采进程中瓦斯一直是一大难题，在煤矿巷道掘进施工进入煤层或他类复杂地质构造地段，瓦斯涌出量有可能大大增加，进而造成巷道内瓦斯浓度提升，对掘进施工造成了不良威胁。因此为确保巷道掘进开采施工的科学有序与顺利进行，我们必须降低工作面与回风风流含有瓦斯浓度，该环节令建设矿井成本大大增加，同时还影响了巷道掘进施工的正常速度。
2.3管理组织形式
健全和坚持以岗位责任制为中心的各项管理制度，是施工技术措施、施工设备和施工组织得以顺利实施的保证，是加快施工速度、降低生产成本、保证施工质量和安全的基础。对于巷道掘进，采取一次性开挖成型或多次开挖成型方式，根据围岩情况进行超前支护或初期支护，必要地段加强支护，以保证安全。科学地施工组织要求作到以下几点：①确定每个工序作业时间和循环时间，尽量压缩关键线路上关键工序外时间；②多工序平行作业；③编制合理高效的循环图表，优化劳动组织；④合理选择施工作业方式和循环方式；⑤确定循环合理的循环进尺。
2.4掘进设备
随着现代科学技术的不断发展，各种新型巷道掘进设备得到了广泛的应用，使得工作效率与质量有了稳步的提升。从我国现阶段的巷道掘进水平而言，虽然设备的种类较为齐全，但是普遍存在综合性能较差、自动化程度不高等问题，这对于巷道掘进技术的影响是不容忽视的。如:钻眼、爆破与装运是巷道施工中主要工序，而钻眼与装运设备的合理选择及使用将直接决定巷道掘进速度。
2.5施工工艺
由于受到煤矿巷道掘进设备水平的影响，国内在巷道掘进施工工艺方面也相对落后。据国内相关部门统计，煤矿巷道掘进作业中，支护时间约占总作业时间的60%-70%，虽然在煤层、半煤层巷道掘进中采用了锚杆、锚喷、锚梁网等较为先进的支护手段，有效简化了巷道支护作业的流程，但是在巷道掘进作业中掘进、支护等作业项目的分离，严重阻碍了巷道掘进工作的高效开展。
三、结束语
总之，基于煤矿巷道掘进施工重要性，我们只有在充分认识当前主要技术的基础上，分析并找出影响巷道掘进作业工作的主要因素，才能制定切实有效的应对策略，才能有效提升巷道掘进施工效率，营造安全有序施工环境，进而创造出显著的生产效益。
参考文献
[1]王虹;我国煤矿巷道掘进技术和装备的现状与发展[J];煤炭科学技术;2010年01期
[2]张征;石嘴山二矿水平巷道单巷快速掘进技术研究[D];西安科技大学;2006年