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煤矿巷道快速掘进影响因素分析与对策研究

发表时间：2020/12/24 来源：《基层建设》2020年第24期作者：亢雷强

[导读] 摘要：我国是一个发展中国家，经济发展与能源密不可分。

        陕西煤业化工集团孙家岔龙华矿业有限公司陕西神木 719300
        摘要：我国是一个发展中国家，经济发展与能源密不可分。同时，中国还是石油资源相对贫乏，天然气低以及开采成本相对较高等。因此煤炭资源开采成本相对较低成为了我国主要能源支柱。这注定要保证煤炭在社会发展中的地位。确保煤炭资源的安全高效开采对中国经济的稳定发展具有重要意义。随着煤矿开采技术的发展，工作面的开采速度越来越快，这对巷道掘进速度提出了新的要求。目前，中国的大多数矿山都存在着采掘接续不平衡的问题。
        关键词：煤矿巷道；快速掘进；影响因素
        可以说，巷道掘进速度对煤矿开采具有决定性的作用。如何解决集约开采和置换的难题是煤矿企业面临的问题，目前也还没有充分有效的解决方案。由于煤矿的地质条件尚不确定，因此有必要根据实际情况进行分析。以适当的方式支护更为重要。本文重点分析影响巷道掘进速度的主要因素，并针对这些因素提出了一些改进措施，以实现巷道快速掘进。
        1 影响煤矿快速掘进的主要因素
        在煤矿巷道掘进的过程当中，影响巷道掘进速度的主要因素是地质构造，掘进设备和施工管理。下面将具体分析这些主要的影响因素。
        1.1 地质条件
        煤矿的掘进是在地层中进行的，这使掘进速度严重受到地质构造的影响。对于一些简单的地质结构，例如具有良好岩层完整性的区域，具有简单地质结构的区域，具有法向应力地质结构对掘进空间的影响很小，因此，在此条件下巷道掘进速度可以非常快。
        对于某些复杂的地质构造，例如在断层附近进行掘进时，应降低掘进速度，以确保掘进的安全性。这是因为在复杂的地质构造区域中，地应力异常，必须采取安全措施继续掘进。另外，煤体的强度，地层中的水量，煤层中的瓦斯含量等也会对巷道掘进速度产生影响。当增加开采深度时，煤层中的瓦斯含量也将增加，并且在开采时瓦斯排放量也将增加。此时，有必要注意瓦斯突出的问题。如果在掘进过程中涌水量异常，将使掘进工作面变得浑浊，严重影响巷道的掘进速度。因此，在进行巷道掘进施工时，有必要充分了解地质条件，对一些地质构造复杂的地区采取一定的措施，以保证巷道掘进过程中的安全。
        1.2 掘进设备
        掘进时，各种机械设备起着非常重要的作用。先进的设备有助于实现快速，安全的掘进，但与西方发达国家相比，中国的掘进设备仍存在很大差距。在重型掘进设备领域，自动化程度低和国产设备可靠性差严重影响了快速掘进的目的，主要体现在设备的故障率高导致启动率低，岩石切割速度慢和严重的工具磨损。掘进设备的整体性是落后的，难以保证掘进与支护的匹配运行（如图1），严重制约了掘进速度的进一步加快。

        图1 综掘机
        对于主要用于巷道施工的棚架支护，支护刚度低，操作时间长，难以满足快速掘进的要求。为了实现快速巷道掘进，有必要注意巷道与支护的协调运作。
        1.3 施工组织与管理
        煤矿的快速采掘将取决于各种过程的有序协调，这需要对整个施工过程进行科学管理。许多煤矿公司忽视了掘进巷道施工的管理，没有制定有效的工艺流程或严格的规范，导致巷道施工过程中返工严重，极大地影响了掘进速度。为了确保巷道掘进的高效率，有必要合理分配各种程序和过程，以确保设备具有良好的启动率。此外，应严格遵守相关法律法规，以确保施工的安全性、高效性。
        2 提高煤矿掘进速度的措施
        2.1 加强煤矿地质勘查
        煤矿的地质条件直接影响到巷道施工。采用先进的探测技术来探测煤层的地质结构并获得第一手的地质资料是非常必要的。在获得地质数据后，还应分析地质数据以提出最佳的巷道施工计划。煤矿的采掘施工应尽量避开某些地质构造复杂的地区。对于某些不可避免的地质构造，应采取相应的预防措施。
        为了确保地质勘探的有效性，应根据矿山的实际情况和现有条件选择适当的方法，例如钻探方法和地球物理方法。钻探法具有极强的适用性，但其勘探效果取决于井眼的数量和深度。其缺点是成本较高，速度较慢；地球物理勘探速度快，获得的数据量大，是理想的地质勘探方法。
        2.2 更新巷道掘进设备
        许多矿山掘进设备使用年限长，其性能一直难以满足快速掘进施工的要求。因此，对于有条件的矿井，最好更换巷道掘进设备。
        更换掘进设备时，必须考虑煤矿所属的地质条件和生产巷道条件。一方面，必须确保设备的适用性。同时，应在现有设备的基础上进行自主研发，以提高设备的配套能力，以提高掘进速度。更新掘进设备后，还应优化巷道支护施工技术，以充分发挥设备的整体性能。此外，应学习和引进新技术和新方法，以提高煤矿掘进速度。例如，在施工期间应促进锚喷的过程。
        2.3 合理使用机械化合作、光面爆破技术
        虽然在施工过程中使用了综合性的机械设备，在一定程度上保证了掘进速度，但某些岩层机械截割部可能会严重磨损，工作效率降低。针对这种情况，有必要应用机械化合作、光面爆破技术。通过合理控制爆破孔的深度，数量和装药量，可以有效地进行掘进。当前使用的中深孔爆破技术是巷道掘进中的常用技术。这项技术提高了岩石破碎量并优化了运行时间，值得与综掘机一起使用。
        煤矿企业应制定合理的程序，并为煤矿采掘的过程安排合适的人员。这不仅可以加快掘进速度，而且可以确保工人的生命安全。在实际工作中，最有效的方法是执行并行操作，在多个过程之间进行横切，例如同时进行支护和掘进，同时进行岩石切割和凿岩。
        2.4 使用高效的支护技术
        限制快速掘进的一个因素是支护速度难以跟上掘进速度。如果不能有效地支护巷道，则巷道受到地应力将严重变形。
        因此，如何安全高效地支护巷道也是煤矿企业的关键问题。在采矿工程中，巷道支护的类型与巷道的使用寿命有关。对于使用寿命较长的某些巷道，例如运输大巷，使用锚杆和锚索的联合支护方法；对于某些使用寿命较短的巷道，例如工作面进回风巷道，大多由锚杆支护。目前，锚杆支护已被大多数煤矿企业接受，其主要优点是施工简单，强度高，成本低，为快速掘进提供了方便。
        3 研究结论
        综上所述，掘进速度是煤矿开采过程中需要解决的问题之一，而解决这一问题的关键是要实现快速掘进。在实际掘进过程中，掘进速度受地质条件、掘进设备和施工组织与管理的影响。如果要实现快速掘进，则应从加强地质勘探，更新掘进设备，合理使用爆破技术以及使用有效的巷道支护技术开始。本文中描述的内容可以为快速掘进提供一定的参考。
        参考文献：
        [1]王晖.影响煤矿快速掘进的因素及采取的措施[J].资源信息与工程，2019（01）：75-76.
        [2]赵仁宝，王明辉，陶广哲.郭屯煤矿综掘巷道快速掘进影响因素与防控措施[J].煤炭与化工，2019（07）：29-31