煤矿岩巷快速掘进技术的优化
发表时间：2019-11-25T09:49:20.987Z 来源：《基层建设》2019年第24期作者：池强
[导读] 摘要：煤炭是我国的主体能源，其供给对中国经济的正常运行起着重要的作用。
山东新陶阳矿业有限责任公司山东省肥城市 271600
摘要：煤炭是我国的主体能源，其供给对中国经济的正常运行起着重要的作用。煤矿开采是获取煤炭资源的途径，中国的煤层埋深变化比较大，多采用井工开采。在过去，煤矿开采主要采用炮采和普采工艺，而现在，大多数矿井采用的是综采工艺。随着综采技术的改进，煤炭开采效率不断提高。本文对煤矿岩巷快速掘进技术的分析。
关键词：煤矿开采；岩巷；快速掘进
引言
在岩巷掘进过程中，施工的流程有多个工序，这些工序组成了岩巷快速掘进系统。若每道工序的衔接不流畅，则掘进的速度受到了很大的影响。这只是在技术层面上的原因，而很多掘进系统还受到煤矿地质条件的影响。所以岩巷快速掘进时应该综合考虑技术和地质方面做出合理的调整，从而提高煤矿岩巷的掘进速度。
1煤矿岩巷快速掘进技术
1.1爆破
岩巷爆破可分为两个阶段。最初，切割孔被喷射以形成自由面或空隙或沿隧道轴切割。切割完成后，剩余的孔朝向切口喷出。岩巷爆破的结果主要取决于切割孔爆破的效率。在切割中发射的第一次充电类似于火山口爆破。应力波引起的径向压裂是爆炸破碎的主要原因，气压仅是应力波产生的裂缝延伸的原因。两个压力即应力和气体的影响性质在接合岩体中是不同的，其中接头限制了应力波传播。另一方面，气体穿透接合面并试图分离岩块。在连接地层中碎片的大小和形状由气体压力和关节特征决定。在爆破的第二阶段，随着自由面的可用性提升，应力波的利用率增加。由于第一阶段的切口形成，在第二阶段中由于破裂和反射的拉应力导致的岩石破裂效率更高。
1.2岩体破裂
岩巷开口周围爆炸引起的岩体破坏，破裂类型可以分为三类：①由于压裂造成的损坏；②利用不连续性和剪切的结构损坏；③导致两个不同岩石单元之间的分离或类似岩石类型之间的岩性边界的岩性破坏。这一阶段，角砾岩具有低Q值，P波速度和弹性模量。另一方面，在具有相对高得多的Q值，P波速度和弹性模量的紧凑玄武岩中发现由于垂直和垂直关节以及过度爆裂。联合方向对岩巷开挖过程中的超挖/破裂以及抽穗和台阶操作具有重要影响。垂直于岩巷方向作用力有利于形成良好的拉力并且平行于隧道前进方向产生拉力。
1.3边界爆破
通常，在岩巷掘进中使用两种类型的边界爆破：预裂开和光滑爆破。当同时开挖两个紧密间隔的带电孔时，从两个孔产生的应力波在孔之间的平面处碰撞，并产生垂直于孔轴的二次拉应力前沿，并有助于沿着连接孔的线延伸径向裂缝。来自爆炸气体的楔入作用有利于沿同一线延伸裂缝。此外，相邻孔的延迟定时需要非常精确，使得应力波应该在中点处碰撞，并且可以减少孔之间断裂的任意性。边界爆破性能很大程度上取决于采掘面的性质和方向。当预裂结轴与预分裂轴成1-30°的角度时，采掘面取向会对预裂结果产生不利影响。在光滑喷砂中，轮廓孔和最近的生产孔之间的延迟间隔保持很高，以便在轮廓孔爆炸之前促进材料在生产孔中的完全移动，使得轮廓孔中的气体膨胀朝向开口发生。采用线钻作为替代技术，沿着轮廓钻出许多不带孔的孔，间距是孔直径的2-4倍。一排空孔与最后一排带电孔的距离保持为正常负荷的0.5-0.75倍。在主爆破回合期间连接空孔并沿轮廓产生分离。
1.4底孔掘进技术
采矿业正在努力通过改善碎片来降低系统成本来提高生产率。为了实现这一目标，开发新技术及其应用至关重要。煤矿企业开发了一种底孔掘进技术以实现提高采矿业生产率的目标。该技术通过木制垫片或封闭的PVC管在干孔底部进行空气铺面。空气甲板的使用为爆破孔中爆炸装药分配提供了更大的灵活性。
1.5快速掘进的自动化技术
1.5.1锚杆支护自动化技术
由于重型机械设备和瓦期涌出量以及工作面产量，对煤矿岩巷快速掘进都有影响，所以，维护煤矿岩巷道必须要加强，巷道的断面应该加大，但是巷道断面太大，对巷道稳定性会有影响，为了将以上问题有效地解决，应该运用以下2 种措施：（1）掘进机构与锚杆钻臂自动控制有机地结合，既能够使锚杆钻臂临时快速自动化有效地实现，又能够将永久支护自动化实现；（2）分析和研究大断面煤矿岩巷的原理应该加强加大，从而使锚杆支护自动化得以有效地实现。
1.5.2掘进机自动化技术
控制掘进机自动主要有自动纠偏和自主定位以及自动截割三种，为了使煤矿岩巷快速掘进工作面的稳定生产能够得以有效地保证，可以有效运用液压和电子等相关技术，致使煤矿岩巷快速掘进工作面的自动化得以实现。
1.5.3传输掘进工作面信息技术
由于煤矿环境比较恶劣，煤矿岩巷掘进工作面的自动控制，传输高效和精准以及实时信息的功能都应该具备，所以，煤矿岩巷快速掘进工作面机电自动化系统，若想将传递信息有效地实现，应该将网关合理地选择，再运用实时环网交换机和其他的设备，将所要传递信息与以太环网接入，从而将煤矿岩巷掘进面各种信息有效地传输。
2提高岩巷快速掘进的措施
2.1 强化组织管理，多工序交叉作业
在岩巷掘进作业过程中，为了提高掘进作业的速度，在严格遵守煤矿安全生产规程的基础上，建立多个工序交叉作业方式。通过多工序交叉作业，有效地减少各个工序的作业时间以及衔接时间。为了使各个工序能同时作业，应该充分了解各个工序的内容和限制条件，从而制定出合理科学的作业方案。在岩巷掘进时采用多工序交叉作业方式能有效地提高掘进的效率。多工序的平行作业和交叉作业离不开科学的组织和管理，这就要求在岩巷的掘进具体施工过程中，应该重视施工的管理和工序的合理分配。
2.2 更新掘进设备，提升工人作业技能
岩巷的掘进是通过机械设备来完成的，机械设备的好坏对掘进施工起着至关重要的作用。良好的掘进设备不仅能保证掘进速度，还能
最大程度上保证掘进施工的安全性。因此，在岩巷快速掘进时，要更具掘进的实际情况选择合适的掘进设备及工具。对于很多煤矿，采用的大多是老式的掘进机，掘进速度相对于现代的综掘机太慢，而且工人的劳动强度十分大，在有条件的情况下，应该选择更换。为了保证施工的连续性和平稳性，对于掘进机的一些关键部件一定要选择进口设备，以最大程度上保证掘进设备的可靠持续地运行。为了使掘进速度达到最大，就要采用先进的掘进技术活手段，在破岩时可以采用更为高效的深孔爆破技术来破岩，而对于岩石的运输尽量选择刮板输送机。因此，为了使岩巷掘进速度大幅度提高，应该最大程度上保证掘进施工工艺的连续性。在生产过程中，应该根据施工的条件和技术条件，不断的完善施工工艺，从而有效地提高岩巷的施工速度。
2.3 提高掘进作业的循环率
在掘进作业过程中，较好的掘进作业循环率是岩巷快速掘进的重要保证。为了保证较高的循环率，应该保证岩巷掘进作业时各道工序能正常的循环下去。在实际生产过程中，可以通过对每个班的掘进情况进行统计，来核算每个掘进班的作业率。对于作业率低的小组应该采取一定处罚措施，对于作业率高的小组应该采取奖励措施。定量化对掘进循环率进行考核，以提高员工的积极性，增强员工的集体荣誉感。
结束语
煤炭资源位于岩层中，要实现对煤炭资源的开采需要掘进大量的岩层巷道。随着煤矿开采技术的改进，工作面推进的速度越来越快，对岩巷的掘进速度提出了更高的要求。因此，为了保证煤矿生产的高产高效，必须保证岩巷的掘进速度。在实际施工过程中，有很多因素影响岩巷的掘进，很大程度上限制了生产效率。为了提高岩巷的掘进速度，必须要对现在的岩巷掘进技术进行优化，以提高掘进的效率。
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