新形势下如何搞好复杂地质矿井掘进技术管理

邱相淋

四川省古叙煤田开发股份有限公司 四川 泸州 646000

1 引言

近年来我国经济社会飞速发展，增加工业发展中对煤炭资源的需求量，推动了我国煤矿行业的快速发展，使得矿井建成数量急剧增加、覆盖范围也进一步扩大。在矿井建设和生产作业时，难免会遇到复杂地质条件，加之目前我国的煤矿岩巷掘进速度和整体技术水平偏低，导致作业环境差且劳动强度大，增加了掘进工作面的安全隐患等，阻碍我国岩巷掘进技术的发展，不利于矿井建设与安全生产。为此就需要基于此条件下的掘进作业难点，加强掘进技术管理工作。

2 岩巷掘进技术现状

钻爆法是目前我国矿业生产中比较常用的岩巷掘进技术，也就是按照钻眼、装药和放炮的工序结合先进的悬臂式掘进机开展掘进作业，但是此种方法也通常在部分矿井中开展工业性试验时应用。目前我国实现综合机械化掘进作业的方式主要有以下三种作业线:首先是月进尺在70m左右的气腿式凿岩机与配套的耙斗装岩机。其次是从国外引进的液压钻车与侧卸装岩机配套的作业线。最后是在我国煤矿工业性试验成功且目前大规模推广应用的悬臂式掘进机与梭式矿车或带式输送机配套使用的作业线。

3 复杂地质条件下掘进的难点分析

总结目前复杂地质条件下的矿井掘进作业难点，首先是此地质条件下地质结构变化引发的开采难点。这主要随着目前煤矿开采深度的不断增加，改变了原有的地质结构，表现出顶层板的岩石特性发生较为显著的改变，尤其是拱状的围岩会受到更大的外力作用，导致开采难度增加。其次是针对巷道挖掘作业来说，在此地质条件下存在底部和上面土质、煤层都较为松软的特点，难以保证巷道保持固定的形状，导致在后期出现变形问题。比如会出现巷道顶部和底部板块的收缩问题，增加了出现安全事故的概率。最后是针对回采工作面来说，主要表现出支护难度大、巷道围岩变形严重昂以及具有较高的支架破损率等问题。这主要由于在复杂地质条件下存在较大的煤巷顶板岩层胶结程度，在遇水时容易软化并容易风化，区域构造应力会影响回采巷道而造成顶底板岩层破碎的问题。还由于较低的巷道围岩强度会导致炭质泥岩、泥岩等顶板在掘进作业中出现垮落问题，且由于其强度较低而导致掘进之后造成围岩变形问题。由于回采巷道处于构造应力影响带，受到构造应力的影响且由于围岩结构强度较低，增加了围岩破碎程度以及支护作业难度。回采工作面中存在较为显著的应力集中程度，加之部分岩体为工程软岩状态，导致其具有非线性大变形以及流变性等特点，会对巷道支护效果产生影响，造成雨水容易膨胀等问题。

4 复杂地质矿井掘进技术管理措施

4.1 掘进机开门施工技术 针对复杂地质条件下开展掘进作业时遇到的技术性问题，需要对原有的掘进机设备进行创新，对掘进机开门施工技术进行全面研究，使得掘进技术实际应用时的阻力降低，并且减少掘进作业中的爆破工作比例。比如目前应用掘进机开展掘进作业时其运输量为40t左右，保证二者之间有100m左右的高差，还要尽量减少穿凿放大原理的应用，对爆破空间进行合理选择，在此基础上确保后续工作的顺利开展。

4.2 加强安全防护管理工作 面对掘进作业的安全风险性，以及安全事故具有较大危害和损失的特点，面对复杂地质条件，更应该做好安全防护工作。比如严格规定进入巷道参与掘进作业的人员要携带隔离式自救装置等安全防护装置。还要严格选拔井下作业人员，并做好技术培训与安全教育工作，加强安全事故演练工作，提升其安全意识以及应急救援能力。在掘进作业中要加强现场监管，指导作业人员严格按照安全生产规范要求进行操作，在施工现场要张贴安全警示标语等，时刻提醒作业人员注意安全。在掘进作业完成之后还要全面检查施工作业面，重点排查容易出现安全事故的位置。

4.3 优化装运系统 装运系统调用效率低直接影响装运效率以及煤矿生产小，为此在优化此转运系统时，要本着确保各工序平衡作业和均衡排布为目的，通过扒斗式扒岩机开展装岩作业，保证其前方有照明系统，满足其与工作面之间保持6.5～28.6m的距离要求。还要在开展耙装作业之前在作业段上方悬挂甲烷断电仪的传感器等。

4.4 综掘机配套系统 针对综掘机作业时容易遇到的系统和管理问题，可以通过构建科学管理体系的方式来预防和解决。比如针对用弯皮带输送作业时，为了提升皮带运行效率，可以转变掘进方式为以长距离、大角度为主，小角度为辅的方式。并且将自动卸料装置安装在皮带机尾部来减少磨损、确保安全。

5 矿井快速掘进技术发展趋势

分析我国掘进技术的发展历程，首先是在建国初期主要依靠人力进行掘进的原始阶段，在发展到上世纪六七十年代足有，通过应用气腿式凿岩机、耙斗式装岩机等设备，提升了掘进作业的机械化水平。到上世纪末期，通过国外先进技术和设备的应用，在大型矿井中开始应用全液压钻车配套履带式装岩机，配套使用锚杆支护技术等，实现了井下作业环境的极大改善以及作业效率的显著提升。之后则在进一步引进国外先进设备的同时，加快我国掘进技术与配套设备的自主研发速度，通过岩巷悬臂式掘进机等各种先进设备的应用，大幅度提升了我国掘进技术的机械化水平。但是目前我国自主研发的掘进技术与设备还比较少，国外引进的设备难以适应我国的复杂地质条件，表现出掘进效率较低的现状，因此要加大技术研发力度，加强技术管理工作，推动掘进技术创新发展。

6 结语

在煤矿掘进作业中应用掘进技术时，所用技术、设备及其配套系统相互之间的配合，直接影响掘进效率、质量以及作业安全。为了提升掘进和生产速度、提升开采矿质量并降低成本、确保作业安全，就需要加强掘进技术管理工作，推进掘进技术向更高的机械化水平以及更为先进的自动化方向发展。