煤矿矿井建设中岩石巷道的快速掘进技术

贾纪全

摘要：煤炭资源使中国经济得到迅速发展，但中国东部煤炭资源已近枯竭，西部煤炭资源开发成为国家能源战略的重要内容。随着中国供给侧结构性改革的深入推进，煤矿企业的大规模重组进一步推动了煤炭资源开发的优化整合。掘进是煤炭开采中最重要的环节之一，据统计，西部地区地下煤矿巷道掘进速度一般在500m/月以上，虽然掘进速度已达到全国最快，但仍不能满足西部千万吨的煤炭需求，掘进速度与生产需求严重失衡。因此，巷道快速掘进已成为煤矿可持续、安全、高效生产的关键因素。研究者认为，通过优化劳动组织、管理制度、施工技术、机械设备等形成挖、支、运、风、电、水等环节的作业联动体系，考虑作业程序，充分发挥各环节的最大作用，从而达到快速掘进的目的，加快掘进速度。

关键词：煤矿矿井建设；岩石巷道；快速掘进

引言

到目前为止,在高分辨率挖掘岩石道路的过程中,挖掘和枪管技术的利用率非常低。面对软岩道路开采深度的增加,矿山开采的压力越来越大。随着周围岩石条件的动态变化,对突破技术的要求也越来越高。参考煤矿的具体生产情况,深入了解和掌握快速突破技术的应用原理,结合存在的不足和不足,科学调整和改进,以完成大断面山区公路快速突破的任务。

1快速掘进的核心技术

（1）光面爆破技术光面爆破技术是指在设计工作面轮廓线上平行设置紧密间隔的爆破孔，控制装药量和不耦合装药结构，选用的炸药应具有低威力、低密度及低爆速，沿炮孔连线将岩石切断崩落。光面爆破技术发展历史悠久，伴随着科技和社会的进步，这项技术在岩石巷道掘进中的应用有效地结合了锚喷支护和光面爆破，这样不仅可以加快煤矿的掘进速度，还可以降低成本、减少人力资源、提高开采效率，使周边的岩石具有完整性和稳定性。（2）悬臂式掘进及输送技术悬臂式掘进技术简单，易操作，首先利用截割断头的转动对煤层进行截割，由于截割断头的摆动为整个巷道的断面提供了支撑力，为后续生产条件提供了便利，最后切割下来的煤炭通过掘进机铲板进行收集，再利用输送技术将破碎的煤炭运走。悬臂式输送技术设备包括带式输送机和矸石水平缓冲仓。与传统的输送机相比，带式输送机不仅可以分成上下两层同时运送物料与矸石，有效减少能源与资源的消耗，还可以保证操作人员的安全，而且其维护和管理也比较简单。带式输送机是矸石料仓水平缓冲的基础，其输送带可以有效分隔轨道、人行道和煤矸石，同时可在中间加装防护网，设置矸石的水平缓冲仓，形成良好的连续排矸系统，降低作业人员的工作强度。（3）支护技术支护技术就是对掘进后的岩石进行支撑，防止岩层变形或坠落，以此提高煤矿作业的安全性。煤矿巷道中通常用锚杆进行支护，在选择锚杆时，需要结合煤矿的实际情况，在低应力范围的巷道内进行支护施工时，可以选择水泥锚杆；在高应力范围的巷道内进行支护施工时，选择高强度的锚杆。该项技术具有很多优势：①成本较低。锚杆支护是在围岩和锚杆的帮助下对巷道进行维护，使用更少的钢材和坑木，显著降低了成本。②适用范围广泛。煤矿矿井工作面接触的岩石种类较多，但有效且科学的锚杆支护技术可以起到保护和维护作用。③劳动力减少。使用较轻的锚杆，同时借助机械发挥锚杆的功能，不需要消耗过多的劳动力。当然，并不是所有的围岩都可以使用锚杆支护技术，锚杆支护技术不适用于风化围岩的支护。

2岩石巷道掘进中存在的问题

为了提高当前岩石道路的开采速度,使用了EBZ-230和EBH-315型穿孔机。现场使用后,突破口的输出能力得到了真正的提高,对突破口的速度也做了一些改进。但是,在通过复杂的岩石巷道时,根据现场脉冲系数的定义,发现其值大于14,在通过该巷道的过程中,机器的突破速度明显下降,设备严重磨损,导致维护成本增加,现场生产效率下降。从现场使用大功率挖掘机的效果来看,单纯提高挖掘机的性能并不能完全提高挖掘机的效率,有必要分析适合挖掘机的岩石特性。根据现场试验结果,虽然对岩石的适应性有所提高,但在固体岩石开采中仍然存在低效问题,此外,还可以通过其他技术手段改变岩石的性质,然后使用高性能挖掘机来提高开挖速度。

3煤矿大断面岩石巷道快速掘进技术的优化措施

3.1注重对掘进机切割技术进行优化

如果目标回路是在一个非常稳定的岩石,这通常是非常坚固和非常完整的结构方面,使用岩石的中心作为切口,可以扩展到周围的岩石。在高速突破大段路段的过程中,采用这种切割方式,可以切割出较为合适的路段,以保证煤的稳定落下,不仅对岩石的影响不大,而且保证了有效的安全。道路建设的支持工作至关重要。如果在进行出口覆盖时出现很多裂缝,则表明该岩石非常脆弱。需要沿着从底部到顶部的蛇形轨迹切割出口。基于此测量,可以将顶部输出板从静态状态中释放出来,增强支撑效果,节省输出突破所需的时间。

3.2优化运输系统

在应用快速掘进技术时，带式输送机的应用可以有效提升运输效率，在使用中应根据实际工作环境设计系统输送线、输送带、物料性质、输送量等参数。例如输送线和输送带设计不仅要考虑弯曲段的尺寸等参数，还要考虑输送线坡度、最大长度和提升高度等因素。带式输送机具有很多优势：（1）便于维护、运行可靠、人员较少以及可集中控制；（2）成本低，例如配件、钢材以及电力等成本较低；（3）下层可运料，上层可运矸，这样既降低了单人运输物料的劳动强度，又实现了岩石巷道矸石的连续运输，减少了运输事故的发生。

3.3合理配置并运用相关设备

在进行突破性工作时,可以使用各种类型的设备,如运输车辆,锤式钻机和钻机。在实际应用过程中,必须满足以下各种要求:一是确保所选设备的科学性。结合该地区的地质条件和建筑规范,可以确定相应的挖掘机参数。其次,结合不同的参数,如截头的功率和结构,可以参考硬度,连接性等。为了科学地比较。如果岩石刚度很高,出口截面很大,则应选用大功率的悬臂设备作为首选,对岩石的破坏起到很好的作用。此外,它还具有稳定性的优势。相比之下,轻型突破装置可以作为优选,例如:低跳出率,高灵活性等。第三,科学选择钻机设备。在现阶段,一些矿山的开采过程中仍然使用单引擎钻机。钻井完成后,必须依靠手工形式来完成钻杆的部署任务。特别是对于顶板质量较差的巷道,不可避免地会阻碍一定的转速,从而难以满足突破的需要。为此,应增加专用机械设备的使用,例如可以使用可以证明其优势和作用的装载机,不仅可以减少污染危害,还可以提高整体效率,满足及时支持的要求。通过使用风车的配置,可以增强支撑的最终效果,可以实现污染和噪音的控制。第四,科学地使用相应的运输设备。在具体实施过程中,应保证设备与钻机的匹配,以达到供给与钻井作业同步的效果,缩短作业时间。

结束语

快速掘进技术经常被用于煤矿开采中，为了满足煤矿企业效益、安全性等多项要求，需要结合煤矿的具体情况，选择合理的机械设备和掘进技术，通过一系列措施不断调整并优化岩石巷道快速掘进技术，加强技术把控、工序间衔接等，充分发挥快速掘进技术的优势，能够在很大程度上提高煤矿企业的经济效益，同时为后续工作积累更多经验。

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