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【摘 要】 本文首先介绍了煤矿巷道掘进方式分类，然后分析了煤矿巷道掘进施工的影响因素，最后探讨了煤矿巷道掘进施工的关键技术。
【关键词】 煤矿巷道；掘进施工；方式分类；影响因素；关键技术
我国虽然地大物博，但是相对人口而言，油、气等资源的数量严重不足，煤炭资源如果不能跟上时代脚步，将会严重影响我国的经济发展，这些因素都决定了煤炭在能源中的地位。但是，我国煤炭资源的储备条件相对比较恶劣，在开采中会存在很大问题，煤层的厚度一般变化比较大，从零点几米到几十米不等，因此，必须开掘出来很多条煤岩巷道才行。煤矿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。
1 煤矿巷道掘进方式分类
目前，国内煤矿巷道掘进施工中主要采用的掘进方式包括综合机械化掘进以及掘锚一体化掘进两种。
1.1综合机械化掘进
煤矿巷道综合机械化掘进方式是一个复杂的系统，它通常是由悬臂式掘进机、输送机、钻机、通风设备及供电设备等组成的。其中最关键的设备是悬臂式掘进机，其质量和性能对整个掘进施工的效率以及质量有着极大的影响。目前，我国的掘进机生产已经形成了一定的规模，基本能够国内的市场需求。
1.2掘锚一体化掘进
建立在锚杆支护技术之上的掘锚一体化设备是一种高效的煤矿巷道掘进设备，它通过将掘进施工与巷道支护有机结合，大大减少了整个巷道掘进工程的施工时间，这对煤矿巷道快速掘进施工技术的发展具有重要的意义。
2 煤矿巷道掘进施工的影响因素
2.1人的因素
2.1.1施工人员因素
操作人员因素，在人员的招聘中应该注重选拔或者初期的培训，以往出现的常见人员问题是：操作人员文化水平、素质较差或操作过程不认真、粗心大意或者是对整个生产流程以及设备的性能不够了解不够熟练等。这些都直接影响煤炭开采的进度，影响经济的发展，无法提高工作效率。因此，在施工前要进行人员培训，在施工中要进行人员的合理支配，确保煤炭开采的顺利进行。
管理员因素，做为管理人员，不仅需要较高的文化素质、组织能力、管理能力，最重要的是协作督察作用，不能以权执政，应该与操作工人达成一片，共同友好的完成每一阶段的工作，避免巷道掘进设计与支护方式不合理，生产工艺不完善等原因造成隐患，从而影响施工的顺利进行。
2.1.2管理组织形式
1）现场管理制度
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）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。
2.2施工机械设备及生产技术因素
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。
2.2.1钻眼
当前巷道掘进普遍使用的仍是气腿凿岩机（如7655型、YT-28型、YTP26型等），由于气腿凿岩机输出功率小，钻速低，所钻炮孔深度浅，要想提高工作面钻孔速度，就得多机作业，但掘进工效仍无法提高。我国部分工程项目已采用单臂、双臂或三臂凿岩台车进行施工，但就我国凿岩设备使用及更新程度来说，大部分仍停留在第一、第二代水平，即气腿凿岩机或半液压凿岩台车水平。而国外在大断面巷道中已基本采用盾构机或TBM掘进机，小断面内均采用凿岩台车，使得钻孔时由更换钎杆、定位、开孔钻孔、返回钎杆均全部自动化控制。另外，60年代美国第一台直径3.1m的全断面掘进机试验成功（页岩中月进尺达到2087.6m），给巷道掘进带来新的革命。又经近五十年来不断研究，从技术角度出发，它已能在任何岩石中钻进。由于全断面掘进机掘进速度快，成本低，工效高，巷道掘进质量好，又安全可靠，所以其势必将取代其他凿岩设备。
2.2.2装运
装岩工序在平巷掘进中占整个循环时间的30～50%，当前国内已基本实现机械化作业。从五十年代到现在，我国工程施工中装运机械共进行了四个阶段的更新，在装岩上总的趋势是从效率低的装载设备为主的间断出碴设备配套，向高效率连续出碴设备配套发展，即采用连续作业的蟹爪式或立爪式装载机与皮带转载机和矿车配套，或采用的无轨铲运机出碴或与大吨位自卸汽车配套出碴，其可把掘进工效提高1～2倍，采准时间缩短75～80%。
2.3自然因素
在煤炭开采中会遇到的情况有地下水突然的冒出、高温的地表、高压力的围岩、各种气体等自然的因素，都会严重的危害到施工人员的人身安全，虽然现在科技比较发达，有各种各样的检测手段，但是在发现相关自然因素或者突发事件时，都势必会影响施工的进度。
3 煤矿巷道掘进施工关键技术
3.1优化运输系统
3.1.1胶带输送机代替绞车运输
为了杜绝提升运输的不安全因素，采用胶带输送机运输，胶带输送机与同能力较大的绞车相比具有更多的优点：一是胶带运行可靠。二是便于维护，采用集中控制，人员较少。三是钢材、配件、电力消耗少。四是胶带上层可运矸，下层可以运料。这样不仅实现了岩巷矸石的连续运输，而且降低了个人运送物料的劳动强度，杜绝了运输事故的发生。
3.1.2水平缓冲矸石仓
要快速转储矸石，优先考虑使用胶带运输，在施工巷道的外段取长度20～30m，并在中间处搭建1～1.5米的防护网，将矸石与轨道、人行道分开，此段作为缓冲水平矸石仓，形成扒装机+皮带+水平缓冲矸石仓+扒装机的扒、转、存、装的连续出矸系统。迎头放炮后前部扒装机集中将矸石扒上胶带，转存到水平缓冲矸石仓内，后部扒装机进行装车运矸，车皮随到随装，解决了使用绞车提升运输及出矸慢的难题，同时减少了岗位工、降低了工人的劳动强度。 3.2锚杆支护技术
锚杆支护是通过锚入围岩内部的锚杆，改变围岩本身的力学状态，在巷道周围形成一个整体而由稳定的岩石带，利用锚杆与围岩的共同作用，达到维护巷道的目的。与架棚支护相比，锚杆支护有很多优点：比如节约坑木和钢材；降低支架成本；掘进断面小；巷道变形小；维护费用低；工作安全；锚杆轻便，可以减轻工人的劳动强度；可以减少通风阻力；有利于一次成巷施工和加快掘进速度；使用范广，适应性强。但是锚杆不能预防围岩风化，不能完全防止锚杆与锚杆之间裂隙岩石的剥落。因此，应配合其他的支护方式，如锚喷支护。锚喷支护技术是近年来发展速度最快，适用范围最广，技术经济效果最明显的技术。锚喷支护从稳定的岩石巷道到松软破碎带内的巷道、从静压巷道到动压巷道、从采区上山到回采巷道都得到普遍应用。另外在有些井筒、交叉点、马头门、绞车房、大断面硐室、煤仓等也应用了光爆锚喷支护技术。同时锚喷支护也成为巷道维修的重要手段。总之，在岩巷掘进中，使用锚喷支护，能有效控制巷道变形，为围岩快速掘进打下坚固的基础。
3.3掘进工作面的通风和防尘
3.3.1通风
在进行巷道掘进施工的过程中，掘进工作面通风工作的好坏直接影响着煤矿生产的安全性。目前，常用的掘进工作面通风是利用通风机进行通风。在进行通风机的选择时，应根据通风机所需要的工作分压和工作风量进行选择，最常用的是压入式通风机。压入式通风机及其启动装置安装的位置应与风口保持10m以上的距离，距地面高度保持在30mm以上，同时通风机的吸入风量应小于全风压供给该处的风量。在选择通风机的同时还要考虑到如何选择合适的掘进通风风筒，风筒的直径应该能够保证最大通风长度供风的要求，在此基础之上，要尽量学则直径较大的风筒，风筒出口到掘进工作面的距离应保持在5m以内，以此降低风阻，避免产生涡流的情况，减少漏风，保证巷道的通风顺畅。在进行巷道掘进施工的整个过程中，必须让巷道一直保持良好的通风状态。通风机要指定专人进行管理，在下井安装之前，必须要进行试运行检查，并做好检查和维修工作，保证通风机投入使用后能够连续、可靠、安全地运转。
3.3.2防尘
在掘进施工的过程中，粉尘主要产生原因是煤岩受到摩擦及压碎、煤块掉落与机器设备和地面产生碰撞及工作面沉积的粉尘在通风过程中被扬起到空气中所形成的粉尘。目前，主要的煤矿除尘方法包括每层注水、湿式凿岩与钻眼、装岩洒水、通风除尘、冲洗矿井巷道岩壁以及安装隔爆装置等。我国常用的除尘方式是长短抽通风除尘，在实际施工的过程中应该结合施工现场的实际条件，选择适宜的一种或者多种结合的除尘方式来除尘。除了采取除尘措施外，在施工的过程中，应加强对空气中粉尘浓度的检测工作并要求施工人员做好个人防护工作，这样能够有效减少掘进工作面的粉尘，这对保证煤矿的安全高效生产具有重要意义。
3.4光面爆破技术
目前，煤矿巷道掘进施工中均采用光面爆破技术进行爆破施工。光面爆破技术是在爆破施工的过程中使四周的炮眼同时起爆从而使爆炸裂缝沿着径向向四周扩散，同时利用相邻炮眼所产生冲击波的叠加效果，对岩体产生切向的拉力，裂缝在进一步扩展以后，使围岩表面形成一个较为平整的爆破面。目前的光面爆破主要包括轮廓线光爆法、预裂光爆法及修边光爆法三种爆破方式。炮眼需要布置带煤矿巷道的轮廓线上，眼的间距与装药量必须要结合围岩的实际情况进行初步选择，然后通过试验最终确定。目前的光面爆破施工大多采用浅孔爆破，为了提高进深尺寸，可以适当加大炮眼的深度和直径。经过多年的实践，可以确认采用中深孔进行爆破也是可行的。
4 结语
煤矿巷道掘进施工是非常复杂的，涉及的影响因素很多，不仅受制于施工地带的地质条件，同时与掘进设备及施工技术水平、生产工序等，也具有非常密切的相关性。因此，应当不断加强对煤矿巷道掘进施工技术的改进与创新，保证煤矿开采的可持续发展。
参考文献：
[1]高云峰，江小军.浅谈我国煤矿巷道掘进装备技术[J].煤炭工程，2010（10）.
[2]庞言民.煤矿巷道掘进施工组织实施探讨[J].时代报告（学术版），2012（7）.
[3]姚雪松.煤矿巷道掘进机械装备发展浅析[J].黑龙江科技信息，2011（23）.
【关键词】 煤矿巷道；掘进施工；方式分类；影响因素；关键技术
我国虽然地大物博，但是相对人口而言，油、气等资源的数量严重不足，煤炭资源如果不能跟上时代脚步，将会严重影响我国的经济发展，这些因素都决定了煤炭在能源中的地位。但是，我国煤炭资源的储备条件相对比较恶劣，在开采中会存在很大问题，煤层的厚度一般变化比较大，从零点几米到几十米不等，因此，必须开掘出来很多条煤岩巷道才行。煤矿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。
1 煤矿巷道掘进方式分类
目前，国内煤矿巷道掘进施工中主要采用的掘进方式包括综合机械化掘进以及掘锚一体化掘进两种。
1.1综合机械化掘进
煤矿巷道综合机械化掘进方式是一个复杂的系统，它通常是由悬臂式掘进机、输送机、钻机、通风设备及供电设备等组成的。其中最关键的设备是悬臂式掘进机，其质量和性能对整个掘进施工的效率以及质量有着极大的影响。目前，我国的掘进机生产已经形成了一定的规模，基本能够国内的市场需求。
1.2掘锚一体化掘进
建立在锚杆支护技术之上的掘锚一体化设备是一种高效的煤矿巷道掘进设备，它通过将掘进施工与巷道支护有机结合，大大减少了整个巷道掘进工程的施工时间，这对煤矿巷道快速掘进施工技术的发展具有重要的意义。
2 煤矿巷道掘进施工的影响因素
2.1人的因素
2.1.1施工人员因素
操作人员因素，在人员的招聘中应该注重选拔或者初期的培训，以往出现的常见人员问题是：操作人员文化水平、素质较差或操作过程不认真、粗心大意或者是对整个生产流程以及设备的性能不够了解不够熟练等。这些都直接影响煤炭开采的进度，影响经济的发展，无法提高工作效率。因此，在施工前要进行人员培训，在施工中要进行人员的合理支配，确保煤炭开采的顺利进行。
管理员因素，做为管理人员，不仅需要较高的文化素质、组织能力、管理能力，最重要的是协作督察作用，不能以权执政，应该与操作工人达成一片，共同友好的完成每一阶段的工作，避免巷道掘进设计与支护方式不合理，生产工艺不完善等原因造成隐患，从而影响施工的顺利进行。
2.1.2管理组织形式
1）现场管理制度
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）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。
2.2施工机械设备及生产技术因素
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。
2.2.1钻眼
当前巷道掘进普遍使用的仍是气腿凿岩机（如7655型、YT-28型、YTP26型等），由于气腿凿岩机输出功率小，钻速低，所钻炮孔深度浅，要想提高工作面钻孔速度，就得多机作业，但掘进工效仍无法提高。我国部分工程项目已采用单臂、双臂或三臂凿岩台车进行施工，但就我国凿岩设备使用及更新程度来说，大部分仍停留在第一、第二代水平，即气腿凿岩机或半液压凿岩台车水平。而国外在大断面巷道中已基本采用盾构机或TBM掘进机，小断面内均采用凿岩台车，使得钻孔时由更换钎杆、定位、开孔钻孔、返回钎杆均全部自动化控制。另外，60年代美国第一台直径3.1m的全断面掘进机试验成功（页岩中月进尺达到2087.6m），给巷道掘进带来新的革命。又经近五十年来不断研究，从技术角度出发，它已能在任何岩石中钻进。由于全断面掘进机掘进速度快，成本低，工效高，巷道掘进质量好，又安全可靠，所以其势必将取代其他凿岩设备。
2.2.2装运
装岩工序在平巷掘进中占整个循环时间的30～50%，当前国内已基本实现机械化作业。从五十年代到现在，我国工程施工中装运机械共进行了四个阶段的更新，在装岩上总的趋势是从效率低的装载设备为主的间断出碴设备配套，向高效率连续出碴设备配套发展，即采用连续作业的蟹爪式或立爪式装载机与皮带转载机和矿车配套，或采用的无轨铲运机出碴或与大吨位自卸汽车配套出碴，其可把掘进工效提高1～2倍，采准时间缩短75～80%。
2.3自然因素
在煤炭开采中会遇到的情况有地下水突然的冒出、高温的地表、高压力的围岩、各种气体等自然的因素，都会严重的危害到施工人员的人身安全，虽然现在科技比较发达，有各种各样的检测手段，但是在发现相关自然因素或者突发事件时，都势必会影响施工的进度。
3 煤矿巷道掘进施工关键技术
3.1优化运输系统
3.1.1胶带输送机代替绞车运输
为了杜绝提升运输的不安全因素，采用胶带输送机运输，胶带输送机与同能力较大的绞车相比具有更多的优点：一是胶带运行可靠。二是便于维护，采用集中控制，人员较少。三是钢材、配件、电力消耗少。四是胶带上层可运矸，下层可以运料。这样不仅实现了岩巷矸石的连续运输，而且降低了个人运送物料的劳动强度，杜绝了运输事故的发生。
3.1.2水平缓冲矸石仓
要快速转储矸石，优先考虑使用胶带运输，在施工巷道的外段取长度20～30m，并在中间处搭建1～1.5米的防护网，将矸石与轨道、人行道分开，此段作为缓冲水平矸石仓，形成扒装机+皮带+水平缓冲矸石仓+扒装机的扒、转、存、装的连续出矸系统。迎头放炮后前部扒装机集中将矸石扒上胶带，转存到水平缓冲矸石仓内，后部扒装机进行装车运矸，车皮随到随装，解决了使用绞车提升运输及出矸慢的难题，同时减少了岗位工、降低了工人的劳动强度。 3.2锚杆支护技术
锚杆支护是通过锚入围岩内部的锚杆，改变围岩本身的力学状态，在巷道周围形成一个整体而由稳定的岩石带，利用锚杆与围岩的共同作用，达到维护巷道的目的。与架棚支护相比，锚杆支护有很多优点：比如节约坑木和钢材；降低支架成本；掘进断面小；巷道变形小；维护费用低；工作安全；锚杆轻便，可以减轻工人的劳动强度；可以减少通风阻力；有利于一次成巷施工和加快掘进速度；使用范广，适应性强。但是锚杆不能预防围岩风化，不能完全防止锚杆与锚杆之间裂隙岩石的剥落。因此，应配合其他的支护方式，如锚喷支护。锚喷支护技术是近年来发展速度最快，适用范围最广，技术经济效果最明显的技术。锚喷支护从稳定的岩石巷道到松软破碎带内的巷道、从静压巷道到动压巷道、从采区上山到回采巷道都得到普遍应用。另外在有些井筒、交叉点、马头门、绞车房、大断面硐室、煤仓等也应用了光爆锚喷支护技术。同时锚喷支护也成为巷道维修的重要手段。总之，在岩巷掘进中，使用锚喷支护，能有效控制巷道变形，为围岩快速掘进打下坚固的基础。
3.3掘进工作面的通风和防尘
3.3.1通风
在进行巷道掘进施工的过程中，掘进工作面通风工作的好坏直接影响着煤矿生产的安全性。目前，常用的掘进工作面通风是利用通风机进行通风。在进行通风机的选择时，应根据通风机所需要的工作分压和工作风量进行选择，最常用的是压入式通风机。压入式通风机及其启动装置安装的位置应与风口保持10m以上的距离，距地面高度保持在30mm以上，同时通风机的吸入风量应小于全风压供给该处的风量。在选择通风机的同时还要考虑到如何选择合适的掘进通风风筒，风筒的直径应该能够保证最大通风长度供风的要求，在此基础之上，要尽量学则直径较大的风筒，风筒出口到掘进工作面的距离应保持在5m以内，以此降低风阻，避免产生涡流的情况，减少漏风，保证巷道的通风顺畅。在进行巷道掘进施工的整个过程中，必须让巷道一直保持良好的通风状态。通风机要指定专人进行管理，在下井安装之前，必须要进行试运行检查，并做好检查和维修工作，保证通风机投入使用后能够连续、可靠、安全地运转。
3.3.2防尘
在掘进施工的过程中，粉尘主要产生原因是煤岩受到摩擦及压碎、煤块掉落与机器设备和地面产生碰撞及工作面沉积的粉尘在通风过程中被扬起到空气中所形成的粉尘。目前，主要的煤矿除尘方法包括每层注水、湿式凿岩与钻眼、装岩洒水、通风除尘、冲洗矿井巷道岩壁以及安装隔爆装置等。我国常用的除尘方式是长短抽通风除尘，在实际施工的过程中应该结合施工现场的实际条件，选择适宜的一种或者多种结合的除尘方式来除尘。除了采取除尘措施外，在施工的过程中，应加强对空气中粉尘浓度的检测工作并要求施工人员做好个人防护工作，这样能够有效减少掘进工作面的粉尘，这对保证煤矿的安全高效生产具有重要意义。
3.4光面爆破技术
目前，煤矿巷道掘进施工中均采用光面爆破技术进行爆破施工。光面爆破技术是在爆破施工的过程中使四周的炮眼同时起爆从而使爆炸裂缝沿着径向向四周扩散，同时利用相邻炮眼所产生冲击波的叠加效果，对岩体产生切向的拉力，裂缝在进一步扩展以后，使围岩表面形成一个较为平整的爆破面。目前的光面爆破主要包括轮廓线光爆法、预裂光爆法及修边光爆法三种爆破方式。炮眼需要布置带煤矿巷道的轮廓线上，眼的间距与装药量必须要结合围岩的实际情况进行初步选择，然后通过试验最终确定。目前的光面爆破施工大多采用浅孔爆破，为了提高进深尺寸，可以适当加大炮眼的深度和直径。经过多年的实践，可以确认采用中深孔进行爆破也是可行的。
4 结语
煤矿巷道掘进施工是非常复杂的，涉及的影响因素很多，不仅受制于施工地带的地质条件，同时与掘进设备及施工技术水平、生产工序等，也具有非常密切的相关性。因此，应当不断加强对煤矿巷道掘进施工技术的改进与创新，保证煤矿开采的可持续发展。
参考文献：
[1]高云峰，江小军.浅谈我国煤矿巷道掘进装备技术[J].煤炭工程，2010（10）.
[2]庞言民.煤矿巷道掘进施工组织实施探讨[J].时代报告（学术版），2012（7）.
[3]姚雪松.煤矿巷道掘进机械装备发展浅析[J].黑龙江科技信息，2011（23）.