半煤岩巷快速掘进技术研究
半煤岩巷快速掘进技术研究
发表时间：2018-03-02T16:04:26.063Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第27期作者：董冬
[导读] 在掘进过程中，巷道的岩层条件是最重要的影响因素。
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摘要：随着经济快速发展，对能源需求量猛增，面临新的历史条件，各煤炭企业只有不断创新技术，更新设备，才能占据市场，提升竞争力。半煤岩巷快速掘进技术的科学运用，能够全面提高生产速度，保证生产质量，提高作业效率，对煤矿生产起到了良好的推动作用，实现了煤矿生产高效、稳定、安全目标。
关键词：半煤岩巷；快速掘进；技术
1煤巷快速掘进的影响因素
从施工原理及巷道掘进过程来看，影响因素主要有以下４个方面：
1.1煤层巷道的地质条件
在掘进过程中，巷道的岩层条件是最重要的影响因素。如果巷道中煤岩的硬度太高，则掘进相对更加困难，并且在掘进过程中对机器的磨损和消耗也更大，由此产生的震动及落煤时带来的冲击也会对机器造成很大影响，将严重影响掘进效率。此外，岩层的渗水速度和渗水量、瓦斯的冒出速度，也属于巷道的地质条件。
1.2掘进设备的技术性能
这也是影响掘进效率的主要因素。目前国产快掘机械与世界其他发达国家相比还有很大差距，直接影响了掘进效率的提升。
1.3掘进支护的施工工艺
我国当前面临最突出的问题是支护的工艺还比较落后，比如在锚杆打眼的过程中容易出现跑偏，并且在锚杆的排列上也是凭借经验，导致支护的速度跟不上掘进的速度。
1.4企业职工的专业技能
当前在很多企业引入新型设备后，没有对职工组织专门的专业技能培训，这就导致对于新设备懂得人少，使用过程中的维修保养跟不上。在设备发生故障时，企业内部的员工由于专业的限制无法排除，需要从厂家借调专家进行维护，造成了人力资源的浪费。
2半煤岩巷道快速掘进技术措施
半煤岩巷道快速掘进施工，需要科学设计，合理组织，确保技术到位，满足推进需求。这就要结合实际情况进行技术设定，全面发挥技术作用，确保推进速度与效果。以实际为例进行分析，对设计长度为1950m的顺层巷道煤矿进行技术施工时，煤层倾角需要保证0～9°，16煤层厚度保证在0.81m～1.08m，形成0.96m平均厚度。灰黑色细砂岩底板硬度大，需要钻眼进行整体爆破，凿岩需要使用7655型凿岩机施工，利用二级煤矿乳化炸药做全面的岩体爆破，耙装借助P-30B型耙装机进行，而输送则需要借助SPJ-650型胶带运输机进行，只有这样，才能确保施工质量，满足煤炭开采需求。
2.1合理组织施工优化设计
巷道设计宽度为2.6m的净宽，如果领先传统输送手段则无法进行，因为矿车排矸不能满足宽度需要，降低了运输速度，使工作效率变低，与当前所要应用的快速掘进要求极不相符。通过对巷道净宽的设计改进，宽度增加了1m，达到3.6m，同时铺设轻轨15kg/m，运料时使用平板车，排矸时将胶带运输机进行铺设，全面提高排矸效率和掘进速度。采掘工作面能够借助胶带运输机和耙装机运出煤矸，把煤板安装在运输机机尾，形成有效连接，移动的时候，需要借助回头轮与回柱绞车进行牵引，采掘迎头牵引运输机机尾和耙装机后，将胶带机适度延长，将运输机机尾与耙装机加以固定、卡紧，巷道底板通过地锚固定轨道并进一步锚固运输机机尾，确保进度与效率。
2.2对施工工艺和方法进行改进
施工的过程需要大量使用钻眼爆破技术，要想达到大眼标准，则需要使用凿岩机进行施工，保证深度。可以同时使用3台凿岩机共同作业，结合炮眼与中线对图标进行合理的布置，保证定责、定位、定眼、定钻，确保钻眼施工质量符合设计要求，使用1.6m、1.8m、2.0m、2.2m四眼组炮进行科学的试验，取平均数合理比较后，找到最为合理的爆破效果，通过比较，我们发现1.8m炮眼符合施工标准，能够达到规定要求。每卷150克重量及规格是Φ32×200mm的二级煤矿乳胶炸药，延期电雷管是1～5段毫秒，借助一次性起爆的MFd-200型发爆器，以串并联联线方式进行爆破施工。保证巷道一次成型，实现节省材料、提高质量的目标。
2.3高预紧长锚固技术
通过预应力锚杆在顶板形成足够厚度的锚固岩梁，消除离层、避免失稳，实现本层内、多层间的双向联动，称为连续梁理论。连续梁指的是巷道顶板可以在垂向、水平两个方向形成连续的梁，在顶板岩石条件简单、岩石坚硬的情况下，巷道宽度上的连续很容易满足，在竖直方向上的连续需要考虑锚杆的支护作用。连续梁理论认为顶板稳定性很大程度上取决于锚杆预应力的水平，当预应力达到一定水平时，锚杆预紧力有效范围内的顶板离层得到控制。在预应力的作用下锚杆通过补强及协调变形两个作用抑制顶板变形。在高压力水平下，高预应力的低强度锚杆比无预应力的高强度锚杆支护效果会更好。高预应力锚杆旨在建立连续梁的顶板，以克服高压力造成的顶板失稳，实现顶板刚性梁或似刚性梁，消除拉伸区，同时降低巷道两侧的应力集中系数。高预紧长锚固技术可以形成高预紧力、厚锚固层的连续梁。高预紧长锚固锚杆是指工作效能达到普通锚杆3倍以上的高性能锚杆，利用它可以实现跨界支护，确保巷道稳定性。高预紧长锚固技术是实现连续梁理论的必要条件。
3提高掘进速度建议
在实际施工过程中，需要根据现场情况做好技术选择，合理调整设置，综掘巷道一次性成型，效果良好，掘进速度也非常快速。
3.1实现设施设备更新换代
现代技术不断发展与成熟，更加先进的设备得到广泛推广与应用，要想全面提高半煤岩巷道掘进速度，需要在实际施工过程中，考虑引进技术更加先进的重型综掘设备，通过设备改造，提高生产质量，保证生产能力，为了保证技术发挥，还需要在掘进支护配套设备和机