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[摘 要]本文通过对我国目前掘进技术、掘进设备的技术特点分析，探讨了要加强相关技术人员的专业素养，以提高矿井的掘进技术水平。
[关键词]矿山巷道 掘进技术
中图分类号：TIM21.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）25-0177-01
我国煤层赋存条件复杂，呈现多样性，煤层厚度从零点几米到几十米之间变化，为了开采煤炭，需要开掘大量的煤岩巷道。掘进和回采是煤矿生产的重要生产环节，采掘技术及其装备水平直接关系到煤矿生产的能力和安全。高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件，也是巷道掘进技术的发展方向。
1、巷道掘进技术
20世纪后期，我国对矿井设计进行了改革，取消了岩石集中巷布置方式，将开拓巷道和采准巷道布置在煤层中，增加了煤巷在井巷工程中的比例。目前，煤矿掘进巷道中大量的是煤巷，约占总掘进巷道工程量的70%左右。
我国煤巷高效掘进方式主要有三种：第一种是悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线，也称为煤巷综合机械化掘进，在我国国有重点煤矿得到了广泛应用，主要掘进机械为悬臂式掘进机，它适应范围广；第二种是连续采煤机与锚杆钻车配套作业线；第三种是掘锚机组掘锚一体化掘进。
1.1 煤巷综合机械化掘进
煤巷综合机械化掘进由悬臂式掘进机、转载机、可伸缩带式输送机（或刮板输送机）、单体锚杆钻机、通风除尘设备及供电系统等设备组成。悬臂式掘进机是煤巷综合机械化掘进的关键设备，掘进机的性能对于提高掘进工效和掘进进尺具有重要作用。
新一代煤巷掘进机具有以下技术特点：1）整机结构紧凑、设计合理；2）机身矮、重心低、工作稳定性好；3）生产能力大、破岩能力强、适应性好；4）采用液压马达直接驱动装载机构，结构简单，工作稳定，可靠性高，减少了维护量；5）采用无支重轮履带行走机构和履带导向轮黄油缸张紧装置，提高了履带行走机构的可靠性；6） 液压系统简单可靠，增设了自动加油装置，提高了液压系统的可靠性；7） 电气系统采用了PLC控制，具有工矿检测和故障诊断功能。
近几年，国产掘进机在煤巷掘进中取得了较好的成绩，实际年进尺可达6000～8 000m，基本满足了煤巷高效掘进的需要。悬臂式掘进机在我国重点煤矿已普遍使用，发挥了重要作用。但由于是单巷掘进，且采用单体锚杆进行锚杆支护，掘进和支护不能平行作业，影响了掘进速度的进一步提高。
1.2 大断面煤巷连续采煤机高效掘进
连续采煤机是一种具有较大截割宽度的集落煤、装运及行走为一体的综合机械化掘采设备。连续采煤机掘进工作面设备配置按工作面运输方式一般分为两种：一种是间断式运输方式，工作面配置为连续采煤机、运煤车或梭车、给料破碎机、锚杆钻车、铲车及胶带输送机；另一种是连续运输方式，工作面配置为连续采煤机、锚杆钻车、连续运输系统、铲车及胶带输送机。连续采煤机在大断面煤巷掘进时，连续采煤机与锚杆钻车采用交叉换位作业方式。连续采煤机在运输巷道掘进的同时，锚杆钻车正在回风巷道进行锚杆支护作业，当连续采煤机完成一个掘进循环时，与锚杆钻车交换位置。为满足机器调动和运输的要求，两条巷道之间每隔50m掘一条联络巷。
2、巷道掘进影响因素
巷道掘进是一个系统工程，影响因素较多，该系统中包含人（施工者和管理者）、技术装备、生产技术以及管理、安全、技术革新的影响等诸多因素所构成的综合复杂体系。现将其归纳以下三个主要方面：①人的因素（施工人员的基本素质和管理组织形式）；②施工机械设备及生产技术因素；③施工工作地点安全因素（即环境因素）。三者之间如“木桶理论”一样，任何一个环节的欠缺都会影响到整个掘进施工的进度。下面就制约巷道快速掘进诸因素探讨分析。
2.1 人的因素
2.1.1施工人员的素质培养
一项工程如果没有人的参与，其永远不可能实现。无论是全自动机械化作业还是全人工原始施工，施工人员是关键因素，在施工过程中起积极能动作用，超过其他任何因素，其具体包括以下两点。
2.1.1.1劳动者的素质
劳动者的素质主要包括受教育程度、技术熟练程度、劳动者的生产积极性、安全教育等几个方面。在施工前和劳动过程中，加大对工人的技能培训尤为重要，劳动者的劳动技能获得改善，可极大提高工作效率。
在新工艺施工前，要对职工进行技术培训，使工人尽快掌握每一道工序及要求，在掘进施工中，在人员配备上做到工种齐全、分工明确、密切配合，各工程衔接紧密，有效地利用工时，提高工效、提高工人素质。
2.1.1.2 管理者的能力
管理者，特别是基层直接管理者的技术水平、组织能力、管理能力、培训能力等方面在施工组织中尤为重要。
2.1.2 管理组织形式
2.1.2.1 基本管理制度
健全和坚持以岗位责任制为中心的各项管理制度，是施工技术措施、施工设备和施工组织得以顺利实施的保证，是加快施工速度、降低生产成本、保证施工质量和安全的基础。
2.1.2.2 合理的施工方法
对于巷道掘进，采取一次性开挖成型或多次开挖成型方式，根据围岩情况进行超前支护或初期支护，必要地段加强支护，以保证安全。在支护过程中，改善施工工艺，如采用湿喷工艺、发挥围岩自承能力的锚杆支护等，既减少工人劳动强度，又改善施工环境。
2.1.2.3 科学的施工组织
科学地施工组织要求作到以下几点：①确定每个工序作业时间和循环时间，尽量压缩关键线路上关键工序外时间；②多工序平行作业；③编制合理高效的循环图表，优化劳动组织；④合理选择施工作业方式和循环方式；⑤确定循环合理的循环进尺。
2.2 施工机械设备及生产技术因素
2.2.1 机械设备
钻眼、爆破与装运是巷道施工中主要工序，而钻眼与装运设备的合理选择及使用将直接决定巷道掘进速度。
2.2.2 生产技术
根据我国井巷掘进当前施工水平，广泛采用的仍是钻爆法施工，而支护方式基本为锚喷支护。该方法在施工速度、安全质量、劳动强度、生产成本方面均优于传统的架棚支护和砌碹支护方式。但施工中仍存在一些问题，如由于巷道成形欠佳造成网、喷质量差，锚杆安装质量不好等，对于围岩较差地段不但会存在安全隐患，而且还会制约井巷掘进进度。
2.2.2.1 改进光爆技术，加强巷道成形
当前巷道爆破均采用光面爆破，而大多为浅孔爆破，为提高进尺，可从加大孔深和孔径入手，并且经多年实践，中深孔（5m）爆破也是可行的。同时，为加强巷道成型，由于加大孔径而减少的扩炮孔数量可转移至周边，即增加周边眼数量，保证光爆效果。而且，增加孔深和炮眼数可以提高台车的纯钻眼时间，充分发挥高效设备的利用率。
2.2.2.2 合理选择锚杆，提高安装质量
锚杆是否发挥作用，最关键是选型是否正确及安装规范与否。不同围岩需选用合理的锚杆，如砂浆锚杆、树脂锚杆、中空注浆锚杆及预应力锚索、对穿顶应力锚索等。锚杆安装角度、锚垫板是否贴紧岩面及注浆是否饱满，都将直接影响锚固质量。
3、施工地点安全（环境因素）
3.1 自然因素
地下突水、瓦斯、高地温及高压力围岩变形等自然灾害将直接危害巷道施工安全，其在施工中可借助相关设备（如地质雷达、红外线设备等）进行监测，采取必要措施达到安全条件，但其势必影响施工进度。
3.2 人为因素
平巷掘进，基本为独头施工，掌子面空间狭小，人员、机械较多，空气质量差，特别是钻眼和出碴时。对此必须加强通风，保证空气质量及能见度，减少安全隐患。
人在施工中的随意性，是最不安全因素。在保证个人施工能力及操作规范性同时，安排合理工作时间、保持施工人员的良好施工状态，也是安全施工必备条件。
作者简介
崔晋国，男，1972年4月出生，汉族，山西省高平市人，助理工程师，大专学历，主要研究方向：煤矿安全生产技术及管理.
[关键词]矿山巷道 掘进技术
中图分类号：TIM21.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）25-0177-01
我国煤层赋存条件复杂，呈现多样性，煤层厚度从零点几米到几十米之间变化，为了开采煤炭，需要开掘大量的煤岩巷道。掘进和回采是煤矿生产的重要生产环节，采掘技术及其装备水平直接关系到煤矿生产的能力和安全。高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件，也是巷道掘进技术的发展方向。
1、巷道掘进技术
20世纪后期，我国对矿井设计进行了改革，取消了岩石集中巷布置方式，将开拓巷道和采准巷道布置在煤层中，增加了煤巷在井巷工程中的比例。目前，煤矿掘进巷道中大量的是煤巷，约占总掘进巷道工程量的70%左右。
我国煤巷高效掘进方式主要有三种：第一种是悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线，也称为煤巷综合机械化掘进，在我国国有重点煤矿得到了广泛应用，主要掘进机械为悬臂式掘进机，它适应范围广；第二种是连续采煤机与锚杆钻车配套作业线；第三种是掘锚机组掘锚一体化掘进。
1.1 煤巷综合机械化掘进
煤巷综合机械化掘进由悬臂式掘进机、转载机、可伸缩带式输送机（或刮板输送机）、单体锚杆钻机、通风除尘设备及供电系统等设备组成。悬臂式掘进机是煤巷综合机械化掘进的关键设备，掘进机的性能对于提高掘进工效和掘进进尺具有重要作用。
新一代煤巷掘进机具有以下技术特点：1）整机结构紧凑、设计合理；2）机身矮、重心低、工作稳定性好；3）生产能力大、破岩能力强、适应性好；4）采用液压马达直接驱动装载机构，结构简单，工作稳定，可靠性高，减少了维护量；5）采用无支重轮履带行走机构和履带导向轮黄油缸张紧装置，提高了履带行走机构的可靠性；6） 液压系统简单可靠，增设了自动加油装置，提高了液压系统的可靠性；7） 电气系统采用了PLC控制，具有工矿检测和故障诊断功能。
近几年，国产掘进机在煤巷掘进中取得了较好的成绩，实际年进尺可达6000～8 000m，基本满足了煤巷高效掘进的需要。悬臂式掘进机在我国重点煤矿已普遍使用，发挥了重要作用。但由于是单巷掘进，且采用单体锚杆进行锚杆支护，掘进和支护不能平行作业，影响了掘进速度的进一步提高。
1.2 大断面煤巷连续采煤机高效掘进
连续采煤机是一种具有较大截割宽度的集落煤、装运及行走为一体的综合机械化掘采设备。连续采煤机掘进工作面设备配置按工作面运输方式一般分为两种：一种是间断式运输方式，工作面配置为连续采煤机、运煤车或梭车、给料破碎机、锚杆钻车、铲车及胶带输送机；另一种是连续运输方式，工作面配置为连续采煤机、锚杆钻车、连续运输系统、铲车及胶带输送机。连续采煤机在大断面煤巷掘进时，连续采煤机与锚杆钻车采用交叉换位作业方式。连续采煤机在运输巷道掘进的同时，锚杆钻车正在回风巷道进行锚杆支护作业，当连续采煤机完成一个掘进循环时，与锚杆钻车交换位置。为满足机器调动和运输的要求，两条巷道之间每隔50m掘一条联络巷。
2、巷道掘进影响因素
巷道掘进是一个系统工程，影响因素较多，该系统中包含人（施工者和管理者）、技术装备、生产技术以及管理、安全、技术革新的影响等诸多因素所构成的综合复杂体系。现将其归纳以下三个主要方面：①人的因素（施工人员的基本素质和管理组织形式）；②施工机械设备及生产技术因素；③施工工作地点安全因素（即环境因素）。三者之间如“木桶理论”一样，任何一个环节的欠缺都会影响到整个掘进施工的进度。下面就制约巷道快速掘进诸因素探讨分析。
2.1 人的因素
2.1.1施工人员的素质培养
一项工程如果没有人的参与，其永远不可能实现。无论是全自动机械化作业还是全人工原始施工，施工人员是关键因素，在施工过程中起积极能动作用，超过其他任何因素，其具体包括以下两点。
2.1.1.1劳动者的素质
劳动者的素质主要包括受教育程度、技术熟练程度、劳动者的生产积极性、安全教育等几个方面。在施工前和劳动过程中，加大对工人的技能培训尤为重要，劳动者的劳动技能获得改善，可极大提高工作效率。
在新工艺施工前，要对职工进行技术培训，使工人尽快掌握每一道工序及要求，在掘进施工中，在人员配备上做到工种齐全、分工明确、密切配合，各工程衔接紧密，有效地利用工时，提高工效、提高工人素质。
2.1.1.2 管理者的能力
管理者，特别是基层直接管理者的技术水平、组织能力、管理能力、培训能力等方面在施工组织中尤为重要。
2.1.2 管理组织形式
2.1.2.1 基本管理制度
健全和坚持以岗位责任制为中心的各项管理制度，是施工技术措施、施工设备和施工组织得以顺利实施的保证，是加快施工速度、降低生产成本、保证施工质量和安全的基础。
2.1.2.2 合理的施工方法
对于巷道掘进，采取一次性开挖成型或多次开挖成型方式，根据围岩情况进行超前支护或初期支护，必要地段加强支护，以保证安全。在支护过程中，改善施工工艺，如采用湿喷工艺、发挥围岩自承能力的锚杆支护等，既减少工人劳动强度，又改善施工环境。
2.1.2.3 科学的施工组织
科学地施工组织要求作到以下几点：①确定每个工序作业时间和循环时间，尽量压缩关键线路上关键工序外时间；②多工序平行作业；③编制合理高效的循环图表，优化劳动组织；④合理选择施工作业方式和循环方式；⑤确定循环合理的循环进尺。
2.2 施工机械设备及生产技术因素
2.2.1 机械设备
钻眼、爆破与装运是巷道施工中主要工序，而钻眼与装运设备的合理选择及使用将直接决定巷道掘进速度。
2.2.2 生产技术
根据我国井巷掘进当前施工水平，广泛采用的仍是钻爆法施工，而支护方式基本为锚喷支护。该方法在施工速度、安全质量、劳动强度、生产成本方面均优于传统的架棚支护和砌碹支护方式。但施工中仍存在一些问题，如由于巷道成形欠佳造成网、喷质量差，锚杆安装质量不好等，对于围岩较差地段不但会存在安全隐患，而且还会制约井巷掘进进度。
2.2.2.1 改进光爆技术，加强巷道成形
当前巷道爆破均采用光面爆破，而大多为浅孔爆破，为提高进尺，可从加大孔深和孔径入手，并且经多年实践，中深孔（5m）爆破也是可行的。同时，为加强巷道成型，由于加大孔径而减少的扩炮孔数量可转移至周边，即增加周边眼数量，保证光爆效果。而且，增加孔深和炮眼数可以提高台车的纯钻眼时间，充分发挥高效设备的利用率。
2.2.2.2 合理选择锚杆，提高安装质量
锚杆是否发挥作用，最关键是选型是否正确及安装规范与否。不同围岩需选用合理的锚杆，如砂浆锚杆、树脂锚杆、中空注浆锚杆及预应力锚索、对穿顶应力锚索等。锚杆安装角度、锚垫板是否贴紧岩面及注浆是否饱满，都将直接影响锚固质量。
3、施工地点安全（环境因素）
3.1 自然因素
地下突水、瓦斯、高地温及高压力围岩变形等自然灾害将直接危害巷道施工安全，其在施工中可借助相关设备（如地质雷达、红外线设备等）进行监测，采取必要措施达到安全条件，但其势必影响施工进度。
3.2 人为因素
平巷掘进，基本为独头施工，掌子面空间狭小，人员、机械较多，空气质量差，特别是钻眼和出碴时。对此必须加强通风，保证空气质量及能见度，减少安全隐患。
人在施工中的随意性，是最不安全因素。在保证个人施工能力及操作规范性同时，安排合理工作时间、保持施工人员的良好施工状态，也是安全施工必备条件。
作者简介
崔晋国，男，1972年4月出生，汉族，山西省高平市人，助理工程师，大专学历，主要研究方向：煤矿安全生产技术及管理.