关键词：煤矿；装备与工艺；发展趋势；岩巷
引言
随着综采技术的改进，煤炭开采效率不断提高。然而，当开采速度过快时，旧的工作面已经回采完成、新的工作面还未完工的情况时有发生，这种情况称为“采掘接替紧张”。造成采掘接替紧张的因素有很多，既有人为因素，又有技术因素。由于人为因素不可控，本文只分析了技术因素。通过对煤矿岩巷快速掘进技术的分析，探讨了快速掘进技术未来的发展趋势。
1煤矿岩巷快速掘进工艺分析
随着煤矿行业的发展，中国在煤矿建设方面已经取得了许多令人瞩目的成就，例如煤矿巷道的综合机械化掘进、煤层工作面的综合机械化开采，斜井或立井的开凿工艺已经达到了国际先进水平，可以与欧美等发达国家竞争。但是，现在中国煤矿岩巷的掘进仍以耙斗机装岩、气动凿岩机打眼等形式为主，掘进的速度依然很慢。由于掘进技术未得到有效的改进，矿井的建设速度直接受到影响。下面对煤矿岩巷的快速掘进技术进行具体的分析。
目前，煤矿井下巷道的掘进多采用钻眼爆破方法，为了加快掘进的速度，已经将悬臂式掘进机应用于巷道的掘进中。从目前整个岩巷的机械化作业来看，快速掘进技术主要包括以下2种：a)目前常用的气腿式凿岩机配耙斗装岩机的岩巷掘进技术。应用该技术每月可掘进60～70m；b)在大进尺掘进作业时经常采用的履带式全液压钻车、煤矿用液压挖掘机、刮板运输机、煤矿用液压型铲车岩巷掘进技术，每月掘进达到120～180m；
1.1气腿式凿岩机配耙斗装岩机岩巷掘进技术
在中国中小型煤矿中，气腿式凿岩机配耙斗装岩机的作业形式得到了广泛的应用，其技术优势主要体现在以下两个方面：a)可以实现各道工序平行作业。由于该技术的工艺性较高，装岩和打眼时不会受到掘进巷道断面的影响。b)具有较高的岩巷掘进效率。经统计发现，采用该技术每小时能掘岩30～40m3。该技术虽然存在这些较为明显的技术优势，但是由于作业时环境差、劳动强度大，具有一定的危险性，机械化水平很低，掘进的速度很难得到提升，这也限制了其在大型矿井巷道掘进中的应用。
1.2履带式全液压钻车等岩巷掘进技术
在进行巷道掘进时，要做好全液压钻车、煤矿用液压挖掘机、刮板运输机、煤矿用液压型铲车的型号选择工作。下面对常见的MWY6/0.3煤矿用液压挖掘机、SGW-40T刮板运输机、WJ-4FB煤矿用液压型铲车等进行分析。常用的装岩机型号为MWY6/0.3，该型号的装岩机配合SGW-40T刮板运输机具有极强的岩石装载能力和极高的生产效率，在实际施工过程中，可以装载运输施工巷道断面任何方向的矸石。对于巷道掘进所需要的溜槽、刮板、巷道支护材料等，可直接采用WJ-4FB煤矿用液压型铲车运输，整体操作效率较高。在选择履带式全液压钻车时，经常以CMJ2-35型全液压钻车为主。该钻车的主要优势在于具有较高的灵活性，而且其车身体积较小，结构紧凑，在掘进时可以对巷道的全断面进行凿岩作业。在施工过程中，该类型设备采用双臂凿岩，加快了凿岩的速度，在正常情况下，凿岩的速度可以达到0.8～2.0m/min。在各设备选型合理的基础上，履带式全液压钻车等岩巷掘进技术的优势主要体现在以下几个方面：a)在掘进过程中，对钻眼实现了自动化操作，无需人工操作。b)由于采用的是MWY6/0.3煤矿用液压挖掘机配合SGW-40T刮板运输机装载矸石，可以有效防止耙斗装岩机运行过程中因钢丝绳断裂而造成的人员伤亡事故。c)装岩、凿岩以及掘进效率较高。实践表明，在大断面巷道掘进时，气腿式凿岩机凿70个眼需要200min，而全液压钻车只需要60min，全液压钻车施工炮眼的效率是气腿式凿岩机效率的3倍以上。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外，MWY6/0.3煤矿用液压挖掘机配合SGW-40T刮板运输机的工作效率是耙斗装岩机效率的2倍以上；掘进形成的巷道质量比采用气腿式凿岩机高，由于炮眼的方向得到有效的控制，形成的巷道断面比较规则，巷道的形状比较完美。
2岩巷掘进装备
2.1爆破、支护设备
爆破打眼，采用CMM系列液压钻车作为爆破施工、支护作业的主要设备，实现了打眼机械化作业远距离操作，改善了作业环境;设备升降平台的设置，减轻了员工的劳动强度;每台设备均设有双臂临时支护，满足了矩形、拱形不同类型的巷道使用要求，增大了作业安全系数。采用喷浆机完成巷道喷浆作业。
2.2爆破施工装岩设备
采用ZPn40/20型及ZPY40/20型装岩机进行装岩作业。这2种装岩机集装载、破碎、输送为一体，不但能对岩巷工作面爆破后落下的岩石进行快速机械化装载和输送，而且还能对体积较大、硬度较高的岩石进行破碎作业，以提高岩石装载和运输的效率。
2.3机掘设备
采用ECMMY系列岩巷掘锚机，实现切岩、装岩、运岩、支护一体化作业。
3发展趋势
目前，煤矿岩巷快速掘进主要以综掘法和钻爆法为主。采用综掘法时设备体积和质量均较大，安装和运输有一定的难度，导致该方法对矿井地质条件和生产条件的适用性很差；采用钻爆法掘进时，掘进速度慢、安全性能差、施工难度大，但该方法对地质条件和场地的适用性较强，仅需做好爆破参数调整及其他预注浆或预裂措施，便可完成掘进工作。此外，钻爆法能满足不同巷道形状与断面尺寸的需要，仅利用锚杆和锚索就可以实现对巷道的掘进。对比两种掘进方法的优缺点可以发现，未来中国煤矿岩巷掘进将主要以钻爆法为主，即使在大断面情况下，钻爆法也具有不错的效果。例如德国采用钻爆法成功掘进工作面22～35m2，在掘进时装岩机发挥了重要作用。尽管德国煤矿岩巷主要以半煤岩巷为主，但仍将钻爆法作为主要掘进方法。在今后的工作中，对于全岩巷道，中国煤矿可考虑采用钻爆法，充分发挥其作用。因此，未来应着重改进钻爆法的不足，使其具有更高的工作效率。
结语
在日常生产过程中，要想促使矿井巷道的掘进效率得到有效提升，相关工作人员必须要结合实际情况，制定出符合实际要求的掘进工艺，这样才能够实现科学合理的分配和落实。
参考文献
[1]王印辉.煤矿岩巷掘进装备及掘进工艺发展方向[J].黑龙江科学，2018，9(12)：106-107.
[2]刘子港.煤矿巷道掘进及其关键技术环节探讨[J].科学之友，2013（6）：49-50.
[3]叶仿拥，马永辉，徐晋勇，等．掘进装备在我国煤矿中的发展及趋势[J].煤炭科学技术，2009，37(4)：61-64．
[4]张建国.煤矿开拓掘进工程的快速施工技术[J].大科技，2016，(34)：209－210.
[5]闫振东．煤炭采掘创新工艺技术与装备［M］．北京:煤炭工业出版社，2013．
[6]曹树刚，勾攀峰，樊克恭．采煤学［M］．北京:煤炭工业出版社，2017．
[7]邓鹏.煤矿岩巷新型快速掘进技术的应用研究［J］.机电工程技术，2017，46(8)：235-237.
[8]张权.煤矿岩巷快速掘进技术的应用探讨［J］.煤炭与化工，2015，38(12)：137-139.
论文作者:杨永生
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第14期
论文发表时间:2019/12/16
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