攀枝花三维红坭矿业有限责任公司 四川攀枝花 617107
摘要：煤炭作为我国主要的能源，在过去发挥了相当重要的作用，在今后相当长的时间内仍将为我国的主要能源形式。随着煤矿开采新技术、新工艺在煤矿的不断运用，对煤矿井下的巷道掘进工作面准备也提出了更高的要求，本文通过对井巷成巷相关因素方面进行分析，对快速掘进技术进行研究。
关键词：煤矿；井巷工程；快速掘进技术
1煤矿快速掘进技术的必要性与可行性
随着机械化采煤工艺在煤矿的推广运用，国家产业政策调整，煤矿生产规模增加，机械化减头、减面、减人等相关要求的执行都对煤矿井巷掘进与工作面准备提出更高的要求，如何做好煤矿井下的采掘平衡是当前煤矿面临的较大问题，也是当前很多煤矿存在的问题，因此对煤矿的快速掘进成巷提出了更高的要求与迫切的需要。
另一方面随着我国机械化制造水平的不断的提高，在快速掘进方面已涌现出了大量装备可供选择与使用，因此快速掘进技术在煤矿的推广是可行的。
2煤矿快速掘进中存的问题
2.1煤矿快速掘进破岩问题
（1）钻眼爆破破岩掘进
钻眼爆破掘进为当前主要掘进方式，在煤矿掘进中主要采手持式风钻打眼或凿岩台车打眼，装药爆破掘进的方式，打眼与出渣时间各占循环时间的30～40%，用时较长，且两道工序间相互独立，不能平行作业。
掏槽技术是巷道掘进技术的关键，煤巷掘进的主要掏槽技术有直眼掏槽、斜眼掏槽。由于煤矿爆破在雷管选用方面只能选择130ms以内的，因此可供选择的段位少，在大断面巷道掘进时不能做到有效分段延时，爆破效果差。爆破后巷道围岩的影响，造成安全风险及支护成本高也是爆破掘进存在的问题。
针对煤矿许用爆破雷管延时段位少的问题，现阶段我国已进行数码电子雷管的推广。数码电子雷管可实现延时的任意设置，可保证延时时间符合规定的同时达到爆破段位的间隔，从而有效的提高爆破效果。
（2）机械切割破岩掘进
机械切割破岩掘进是通过刀盘掘进机或悬臂掘进机的使用实现煤矿巷道的快速掘进，掘进设备集装载、切割、转运降尘等功能为一体，具有连续掘进的突出优势。但在掘进过程中对软岩优势明显，在硬岩掘进中需要较大的切割功率、切割刀片强度，硬岩掘进过程中机械故障率较软岩更高。但使用掘进机掘进时对煤矿的操作人员及相关配套设备提出了更高的要求，部分煤矿由于操作人员技术、相关配套设备等方面原因造成故障率高，运行不正常的问题。
2.2煤矿快速掘进支护问题
支护是煤矿生产的关键，在现阶段煤矿的井下巷道掘进中主要的支护形式为梯形棚支护及锚杆（锚索）+锚网支护形式。随着锚杆（锚索）+锚网支护形式的普有效的降低了巷道围岩变形量，巷道支护成本及职工劳动强度。
2.3煤矿快速掘进装载与运输
巷道的出渣装载是煤矿巷道掘进用时最多的环节，占到掘进循环用时的40～50%，如何有效的提高装载运输效率是提高巷道掘进的关键。现阶段的装载运输主要有如下几种形式：人工装载运输；机械装载运输；综合掘进装载运输等种形式。
2.4煤矿快速掘进人员素质问题
由于煤矿产业政策调整，煤矿转型升级。煤矿从业人员大量减少，较少有新鲜血液进入煤炭行业，煤矿产业人员职工素质参差不齐，一线操作人员普通文化水平较低，这给煤矿机械化改造升级带来了不小的难度与挑战。
3如何提高煤矿快速掘进技术
3.1提高煤矿快速掘进队施工人员的素质
企业要发展，人才培养是关键，随着机械化改造的不断深入，煤矿应加强机械、电气、通信等相关人才引进，并加强一线职工的培训，使一线操作人员具备现代化煤矿生产的技术要求和能力。另外通过变招工为招生，与高校、职业院校进行委托培训等方式进行人员培训，提高施工人员素质。不断提高一线操作人员的待遇水平，要实现人才引得进，并留得住。
3.2快速掘进准备
在巷道开掘前对巷道的地质资料做到全面细致的了解，在设计生产工艺时做到有针对性、有的放矢，在开前做好相关预案确保工程的顺利进行。快速掘进技术的实质就是合理利用循环时间，做好掘→装→支→运的统一协调。要做好掘→装→支→运的协调统一最好的办法就是施工工艺的重叠组合，由于井下掘进在空间上的限制，决定了各工序施工相互矛盾，怎么样解决好各工序间的矛盾协调就是快速掘进工艺选择所面对的首要问题，也是快速掘进的最大问题。从现阶段煤矿掘进技术的发展来看，综合掘进技术是有效解决各工序施工时间与空间问题的有效办法。但由于各煤矿的基本情况、施工巷道地质、长度等方面的原因决定了一不是所的掘进都能选用综合掘进。因此合理选择施工工艺组合是快速掘进能否实现及工作面安全的重要保证与基础。
3.3掘进设备选型与工艺组合
由于煤矿赋存条件的千差万别，所以基本无适应所有复杂条件能力的通用设备，煤矿掘进设备发展至现阶段主要出现了以下几个方面的配套设备：气腿式凿岩机+出渣机、凿岩台车+出渣机、悬臂式掘进机+单体锚杆机、掘锚一体机（由于本文讨论的为快速掘进技术，对人工出渣操作方式不在本研讨范围。）等几种类型配套设备。现就各种配套设备的优缺点进行分析。
人工气腿式凿岩机+出渣机：此种工艺在现阶段的煤矿掘进中占比是最大的，但此种工艺最大的缺点是各工序间相互独立，不能进行平行作业，单循环时间长，工作面掘进进尺在所在的机械化掘进中是最低的。但此工艺适应性广，适应所有硬度系数的岩石掘进。
凿岩台车+出渣机：此种工艺对人工气腿式凿岩机+出渣机工艺进行改进，将人工气腿式凿岩机更换成了凿岩台车，凿岩台车较人工气腿式凿岩机的优点是凿岩打眼速度快，凿岩打眼位置与炮眼方位比人气腿式凿岩机更准确。但同样凿岩台车各工序间相互独立，不能进行平行作业，单循环时间长。掘进效率比人气腿式凿岩掘进有了显著提高。适应性广，适应所有硬度系数的岩石掘进。
悬臂式掘进机+单体锚杆机：此种工艺将切割与装运进行有效的组合，切割、装运可平行作业，在凿岩台车的基础上大大的提高了工作面的掘进效率，但同样支护还需要单独作业，不能与切割装运平行作业，因此施工工艺来说还有提升空间。但此设备的在掘进过程中对软岩类掘进效果较好，遇到岩石硬度系数较的情况时设备的使用故障率及掘进效率则有所降低。
掘锚一体机：掘锚一体机是近年由西安科技大学惠兴田教授发明的，现阶段在煤矿运用还较少，它可在掘进切割的同时进行支护、装运等工序的平行作业，大大的提高了工作面掘进效率。但目前运用较少，设备相关参数还不是很具体。
3.4 PDCA循环控制与运用
PDCA循环又叫戴明环，是美国质量管理专家戴明博士提出的，它是全面质量管理活动的全部过部，是质量计划制定和组织实现的全过程，这个过程就是按PDCA循环，不停顿地周而复始地运转。
由于煤矿井下施工条件的复杂性决定了在施工过程中可能遇到情况的多样性，并且在施工过程中由于地质变化、人员、设备等方面原因均会成为影响掘进速度的因素，因此在掘进执行过程中不断的进行PDCA是有效推进快速掘进的关键。另外为有效的保证快速掘进速度与工程质量，对施工做到全过程质量管理（PDCA）是非常有必要也是必须的。
结束语
本文对煤矿快速掘进技术进行了初步的研究，煤矿快速掘进技术的实质就是掘进各序的合理组合，达到快速掘进的目的。但由于我国众多，地质条件复杂，各工艺在施工时也不是一成不变的，在使用过程中应就施工工艺的具体特点进行有效的结合，并做适当的调整与改进，这样才能充分发挥掘进设备的效率与工作面掘进速度。为煤矿的高产、稳产打下坚实的基础。
参考文献
[1]薛明，曲宝，靳瑞，郭勇、宋钧.地质因素对煤矿综合机械化掘进效率的影响[J]煤矿安全2007（01）
[2]杜永申.关于煤矿井巷工程快速掘进技术的相关研究[J].中外企业家，2019(19):115.