煤矿硬岩巷道快速掘进技术研究
煤矿巷道快速掘进技术及快速掘进装备发展现状研究
187中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2019.08 （下）现阶段，我国的煤炭开采技术主要以井工开采为主，随着我国煤矿开采装备科技程度的发展，煤矿开采的效率与质量也在大幅度提升。
但我国煤巷掘进技术水平相对较低，且煤矿巷道的快速掘进设备相对滞后，导致国内煤炭企业存在煤矿采掘比例适失调，掘进速度较低的情况，导致矿井开采的时间周期大大增加，矿井开采的经济成本增高。
因此，完善煤巷快速掘进技术与装备已成为目前国内重要的研究课题。
1 煤巷快速掘进技术现状目前，国内井工煤矿企业的快速掘进技术主要分为三种工艺。
（1）悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线。
目前，我国煤矿普遍采用该掘进工艺，适用于单巷掘进，适应范围广。
煤矿巷道快速掘进技术及快速掘进装备发展现状研究刘亚志，毛文勤，张帆，陈伟（陕西延长石油集团横山魏墙煤业有限公司，陕西 榆林 719100）摘要：随着我国煤矿开采技术水平的提升，煤矿开采效率有了较大进步。
但由于煤矿巷道的快速掘进技术与快速掘进装备发展缓慢，导致大部分煤炭企业采掘失调、煤巷掘进速度低等问题日趋严重。
本文对煤矿巷道快速掘进技术中常见的机械化掘进工艺发展现状进行介绍，对三种掘进技术存在的问题进行了详细分析，指出了今后快进掘进技术与装备的发展趋势，重点介绍了掘锚机、悬臂式掘进机、悬臂式掘进机＋超前支护三种快速掘进系统，智能化掘进机关键技术，以及国内外智能化掘进机发展现状。
关键词：快速掘进，掘锚机组，掘锚平行，智能化中图分类号：TD263.56 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2019）08（下）-0187-02（2）连续采煤机与锚杆钻车配套作业线。
该掘进工艺主要应用在矩形断面煤巷的双巷或是多巷，也广泛应用在边角煤开采以煤柱回收中，是现阶段矿井高效产出的主要掘进设备。
该掘进工艺在神东矿区中得到了广泛引用，同时还取得了最高月进尺3273米的成绩。
济三煤矿岩巷快速掘进技术研究与应用
ｐ ｐ ｄ ｆｒｒｃ ｅ ｄｎ ｌ ：ｃ ｌｐ ｅａ ｃ ｏ ｕ ｐ ｒ ａ ｄｔｅｄ ｅ ｏｅ ｂａｔ ｇｔｃ ｎ ｌｇ ｏｒａｉｅｔｅｆｌ Ｃ Ｓ ｅ ｔ ｎｏ ａｇ ｅ ｔ ｎ ｒａ ｗａ ｏ ｒ ｐｅ ｏ ｏ ｋ ｈ ａ ｉｇｆ ｌｆ ｅｍｕｔ ｌ ｎ ｈ ｒｓ ｐ ｏｔ ｎ ｈ ｅ ｐ ｈ ｌ ｌｓｉ ｅ ｈ ｏｏ ｙｔ ｅ ｌ ｈ ｌ ｒ Ｓｓ ｃｉ ｆ ｒｅｓｃｉ ｄ ｙ ｕ ａ ｉ ｎ ｚ ｕ ｏ ｏ ｌ ｏ ｏ
ａ ｏ ，ｅｎｉ ａｅｗ ｅ ｏ ｅｕｐ ｔｇ ａ ａ ｉｏｅ ｎ ｏ ｐ ｖｔ ａｔｏｔ ｏ ｔ ｅ ｏ ｎ，ｒｉ ｅ ｃａ ｄ ｌ ｄｏａ ｇ ｈｇ ｔｃ，ｎ ｐｏｉ ｒ ｄ ｙ ｔｔｈｏｇｔｉ ｒｅｈ ｑ ｉ ｆ ｅ ｒｅ ｅ Ｒ ｋ ａｅｄｖｇｐ ｄｎ ｅｅ ｈ ｅ ｔ ｔ ｃ ｒ ｉ ｎ ｃｓ ｒ ａｏ ｗ ｌｙｏｍｏ ｅ ｕ ｙ ｐｊ Ｄ ｐ ｃ Ｌ ｎ ｎ ｃ ｌ ｈ ｃ ｉ ｎ ｓ ｅ ｉｒ ｓ
２ 大断 面岩 巷 的全断 面一次 中深孑 控 制爆破 技术 Ｌ
济三矿 区随着开采 深度 的加 大 ， 通过 结合 掘进 工 艺的实施和理论 ， 大断面岩巷 的全 断面一 次掘进 的 在 基础上 ， 出采用全断面的多重复合锚喷支 护技术 。 提 工作面放炮后 ， 即喷混凝 土层 ， 速封 闭 围岩 ， 立 快 防止潮解风化 。初 喷后 即全 断面打 眼安装 锚杆 ， 为 作 临时 的一次支护 ， 然后 进行 复喷支护 达到设计 喷厚 的 ５％， ０ 以适应初期 的剧烈变形期。经 过一定 时间， 进 再 行二次锚 喷支护 ， 眼安装 锚 杆压 网、 打 喷浆 到设 计 喷 厚， 形成永久支护 。这种 支护结 构的外层 锚杆 和金 属 网不仅加 固和保 护 围岩 ， 而且将 喷层 、 属 网、 金 围岩 锚 合在一起 ， 改变了喷射 混凝土抗拉强度低 的弊端 ， 成 形 韧性较大的表面保 护层 。全断面的多重复合支护技 术 能及时给爆破后 的 围岩 以封闭和支 撑 ， 使永久 支护 结 构免遭 围岩剧烈变形 的破坏 。
煤巷快速掘进综合技术
设备配套与维护
设备配套与维护是保障煤巷快速掘进顺利进行 的重要保障措施，通过合理选择设备、加强设 备维护保养，提高设备运行效率和可靠性。
根据煤巷快速掘进的需求，选择合适的掘进设 备、运输设备、通风除尘设备等。
加强设备维护保养，定期检查设备运行状况， 及时发现和解决设备故障问题，确保设备的正 常运行。
案例三：复杂地质条件下煤巷快速掘进实践
总结词
应对挑战、适应性强
详细描述
在复杂地质条件下，煤巷快速掘进技术需具备应对各种地质挑战的能力。通过采用先进的探测技术和 适应性强的掘进设备，确保了掘进工程的顺利进行，同时也提高了生产效率。
05
煤巷快速掘进技术的发展趋势 与展望
技术创新与研发方向
高效破岩技术
特点
该技术具有高效率、低成本、安 全可靠等特点，能够显著提高煤 矿生产效率和经济效益。
技术发展历程
传统技术阶段
早期煤巷快速掘进主要依靠人工 挖掘和简单的机械装备，速度慢 、效率低。
综合机械化掘进阶
段
随着科技的发展，多种机械设备 和技术的综合运用逐渐成为主流 ，如掘进机、装载机、运输机等 。
智能化掘进阶段
04
煤巷快速掘进技术案例分析
案例一：某矿区煤巷快速掘进项目
总结词
技术优化、效率提升
详细描述
某矿区通过引进先进的煤巷快速掘进技术和设备，优化了掘进工艺，提高了生 产效率。同时，加强了安全管理，确保了工程的安全和质量。
案例二：高瓦斯矿井煤巷快速掘进技术应用
总结词
安全保障、技术创新
详细描述
在高瓦斯矿井中，煤巷快速掘进技术的应用需特别关注安全问题。通过采用新型的瓦斯抽放和监控技术，确保了 掘进过程中的安全，同时也实现了掘进效率的提高。
煤矿巷道快速掘进技术及快速掘进装备发展现状研究
当代化工研究Modem Chemical Research15 2021・09行业动态煤矿巷道快速掘进技术及快速掘进装备发展现状研究*刘子港(山西西山煤电股份有限公司西曲矿山西030200)摘耍：本文立足于煤矿巷道快速掘进技术的发展情况，挖掘机械化、智能化、一体化方面存在的问题，并通过案例分析的方式，阐述掘 进装备与技术的优化措施，最后对快速■掘进技术与装备发展前景加以展望.力求通过本文研究，弥补当前快速掘进的发展缺陷，为后续快速■掘进领域发展指明方向”关键词：煤矿巷道；掘进技术；掘进设备；发展现状中国分类•号：T文献标识码：AResearch on Development Status of Rapid Tunneling Technology and Equipment in CoalMine RoadwayLiu Zigang(Xiqu Mine,Shanxi Xishan Coal and Electricity Co.,Ltd.,Shanxi,030200) Abstract z Based on the development of r apid tunneling technology in coal mine roadway,this paper explores the p roblems in mechanization, intelligence and integration,and expounds the optimization measures of t unneling equipment and technology through case analysis.Finally,it looks forward to the development prospect of r apid tunneling technology and equipment.Through the research in this paper,we try to make up for the development defects of c urrent rapid tunneling and p oint out the direction f or the development of t he f ield of r apid tunneling.Key words：coal mine roadway；tunneling technology^tunneling equipments development status当前国内煤矿开采行业不断发展，采矿技术水平不断提升，但因快速掘进技术与设备发展速度缓慢，导致许多企业出现采掘失调情况，严重影响发展效率。
巷道快速掘进技术的研究与应用
不少于３０ ｍ ０ ｍ ，点柱必须背牢背实。
（ ）用ｏ １ ５ ｍ ３ ３ ． ｍ 的钢丝绳将工字钢与尾轮砸绕 ，
并用５ 个绳 卡 将 钢 丝绳 固定 ，将螺 母 上 紧 。
（ ）在尾轮 上打一根压 柱与项 板呈锐 角，防止 ４ 尾轮起伏。 Ｃ 中深孔光面爆破技术 ） 炮 孔布 置 和 炮 孔 问距 ： （ ）掏槽孔 的布置 与设计 。采用 中深 孔爆破 技 １
下 ”大量崩碎岩石 ，刷 大断面 的主要炮孔 ，其布置 原 则应能充分利用 掏槽孔所创造 的 自由面和 自由空间 ，
最 大限度 地、最高效率地爆破 岩石 ， 以接近 临界抵 抗 和 临界间距布 置孔位和 孔 向， 以最 高密度装 药使崩 下
的岩块大 小便 于装岩 ，靠近周 边孔 的一圈辅助孔还 应 等于周边光爆的抵抗线 。 根据研究试验和国内外有关经验数据 ，在各种孔径 和岩石条件下，辅助孔的各参数可按下列各式计算： 临界抵抗：Ｗ ｚ＝ ＝ （ ｍ ｍ ）
硐 室 采 用 １ｍＵ 钢 支 护 ，净 宽４ ２ ，净 高３ ０ 。 ２ 。型 ．ｍ ．ｍ ２ 巷 道 机 轨 合 一 的 设 计 。根 据 巷 道 的 断 面 、铺 ． 设 设 备 的尺 寸 和 用 途 ， 设计 机 轨合 一 。胶 带运 输 机 、
增 加了劳动强度 ，制约 了掘进单进 。另外 ，工作面地 质 条件 极为复杂 ，巷道多起伏 、变 向，若采用 小绞车
二 、影响巷道 快速 掘进 的原 因分 析
１ ．轨道运 输系 统落后 。 由于 工作面掘 进期 间，
运 输 路 线 尚未 形 成 ，掘 进 材 料 、设 备 需要 人 工运 输 ，
定好胶带 、刮板 输送机铺 设位 置后，合理选 择无极绳 绞 车安装位置 （ 图１ 如 ）。例如米村矿２ ０ ５ 工作 面 ６０ ｌ 上付 巷无极绳 绞车硐 室设计， 皮带机 头对面沿巷 道 在 中心线做无极绳 绞车硐 室，在 无极绳 绞车硐 室与上 车 场之 间埋６ 时管子 ，使其构成通 风系统 ，无极绳绞 车
煤矿施工中快速掘进技术的探讨
科０ １ ２ 第２ ０ 期锺 １ 年
煤矿施工 中快 速掘进 技术 的探讨
羊 华
（ 江西丰龙 矿业有限责任公司 ，江西丰城 ３ １ ３ ） ３１１
摘 要 介绍煤矿地 质条件和掘进技术 管理存在 的问题 。在深入分析 问题 产生原因 的基 础上 ，对掘进工 艺进行优化改进 ，并制订新 的施 工组
２１技术管理 中存在的 问题 ． 首先 ，从优化掘进工艺，掌握分析掘进作业方式 的现状人手 ，在对 煤矿掘进工作面循环工序调查 和有关工序进行测试的基础上，分析煤矿 在日 常掘进中技术 管理 中的问题和不足 ：１ 迎头没有风压 、水压表 ； ） ２ 安装风、水管 时间长 ，效果差 ，易堵 塞 ， 响凿岩机 、锚杆机正常 ） 影 使用 ；３ 迎头风 、水管路较乱 ，耙斗装岩机作业环境差 ，效率低 ，装 ） 岩持续时间长 ，安全隐患大 ；４ 锚杆外露较长 ，角度不规范 ，锚杆预 ） 紧力个别达不 到标准 ；５ 装药放炮 时间长 ，没有实行全断面一次性爆 ） 破， 光面爆破效果差 ；６ 循环进尺低 ， ） 工作效率低 ， 影响单进水平。 ２２分 析主要矛盾缩短循环 时间 ． 巷道掘进 的主要矛盾分布于打眼 、通风、支护 、装岩运输等施工过 程。由于掘进方式和围岩赋存条件的不同，掘进循环作业的主要矛盾不尽 相同。在综合机械化煤巷掘进施工中，掘进循环中的主要矛盾集中在巷道 支护上；炮掘工作面为迎头装货； 岩巷掘进主要矛盾表现为钻眼爆破 ； 随 着开采深度的增加 ，深部软岩支护是影响快速掘进的主要矛盾 。可见 ， 随 着围岩硬度和运输方式的不 同，循环作业的主要矛盾在打眼和装岩运输两 道工序上。通过提高技术装备水平、改进支护工艺等措施以缩短爆破、支 护和出货运输时间。具体措施有 ：１ 采用风煤钻代替煤 电 ） 钻进行打眼爆 破，推广新型气扳机和锚杆钻机的使用 ， 淘汰落后设备；２ 积极研究探 ） 索以 锚索支护为主导作用的支护方式，同时增加帮锚索，改善巷道的支护 状况，减少成巷后再维修的工作量 ，降低巷道返修率 ， 保证支护工序的 顺 利进行， 缩短正规循环时间 ， 进一步提高工作效率。 ２３ 搞好现场施 工组织 ． 掘进施工现场施工特点是作业人员多 ， 工工序多 ， 施 作业空间和时 间有限 ， 必须做到合理组织，精细施工 ，要充分利用作业时间，合理安 排施工工序 ，是提高掘进速度最有效的途径。为减少互相影响，以掘进 落煤 （ ） 矸 和顶板支护为主要施工工序 ，其他工序均在该 时间段交叉平 行作业 ，重点做好 以下几方面工作 ：１ 解决好上下班交接 ， ） 确保实行 正规循环 ，通过正规循环作业 能够使 作业 人员在工作 中明确各 自的作
井下岩巷快速掘进施工技术优化研究
程 当中， 存在 大量 的因素可能导致施工技 术的经济指标无法有 效实现，施工 水平 总体 质量也无法得到有效的发挥 。在这一过 程 当中，最关键的 因素可 以分为 以下几个方面 ：（ １ ）该煤矿生
中 ，掘 进 断 面 总 面 积 为 １ ２ ． ３ ８ ｍ ，直 强 半 圆 拱 断 面 总 面 积 参 数
底板 出水质量 问题 ，采取 引入气动隔膜泵装置进行排 水处理 ， 将煤矿施工现场巷道掘进过程当中迎头面积水抽取至后续临时
水储存反应装置 当中， 进 而 在大 功 率 排水 泵 反 应 装 置 的运 行 过 程 当 中将 储 存 水 仓 内 的水 体 输 送 至 大巷 内 ， 从 而 极 为 直 接 与 有 效 的缓 解 了该 施 工 作 业 过 程 当 中下 山巷 道 掘 进 迎 头 积 水 问题 ； 其 次， 煤 矿 施 工 现 场 巷 道掘 进 施 工 过 程 当 中可 应 用 激 光 指 向 仪 装 置 针 对 该 作 业 巷 道 进 行 中腰 线 控 制 处 理 ，以此 种 方 式 确 保 中
参考与帮助。
【 关键 词 】巷 道 ；快 速 掘 进 ；技 术 ；优化
一
、
某 煤 矿 掘 进 巷 道 施 工基 本 情 况分 析
首先 ， 考 虑 到 该 煤 矿 施 工现 场在 巷道 掘 进 过 程 当 中频 频 产 生 顶
ｌ 、掘进巷道基 本参数特征分析 ：该煤 矿地质条件 为泥岩 结合碳质泥岩 结构 形式 ， 巷 道施工掘进 极易 出现 离层 问题 。 下 轨道 下 山总工程 量设 定为 １ ４ ０ ０ ｍ，下山倾角 角度 为 ｌ ０ ” ，其
煤矿开拓掘进工程快速施工技术研究
煤矿开拓掘进工程快速施工技术研究1. 引言1.1 背景介绍煤矿开拓掘进工程是煤矿生产的重要环节，直接关系到矿井的开发和生产效率。
随着煤矿资源的逐渐枯竭和市场需求的不断增长，加快煤矿开发进程，提高生产效率成为了当务之急。
在煤矿开拓掘进工程中，存在着施工周期长、成本高、安全风险大等问题，严重制约了煤矿的开发速度和效率。
为了解决现有施工技术所面临的问题，必须进行快速施工技术的研究与应用。
只有通过技术创新和理论研究的不断深入，才能实现煤矿开拓掘进工程的快速、高效、安全施工。
本文将从煤矿开拓掘进工程的概述、现有施工技术存在的问题、快速施工技术研究、应用案例和发展趋势等方面展开讨论，希望能为推动煤矿开发进程，提高生产效率，保障矿工安全做出贡献。
1.2 研究意义煤矿开拓掘进工程快速施工技术研究的意义在于提高煤矿开采效率，降低生产成本，减少安全事故风险，缩短工期，促进煤矿行业的可持续发展。
煤矿开采是我国煤炭工业的重要组成部分，提高煤矿的开采效率可以更好地满足国内和国际市场对煤炭资源的需求，增加能源供应的稳定性。
快速施工技术的研究可以减少施工过程中的浪费，提高资源利用率，降低生产成本，提高企业竞争力。
快速施工技术的应用还能减少人为因素造成的安全事故，保障生产安全。
在煤矿开采领域开展快速施工技术研究具有重要意义，有利于推动煤矿行业的发展，实现资源的高效利用。
2. 正文2.1 煤矿开拓掘进工程概述煤矿开拓掘进工程是煤矿生产的关键环节，是指在矿区未来生产区进行探矿、勘探和建设道路、排水系统等工程。
煤矿开拓掘进工程的目的是为了寻找煤炭矿藏并开发利用，保障煤矿生产的顺利进行。
煤矿开拓掘进工程一般包括地质勘探、矿山工程设计、矿井建设等内容。
地质勘探是为了确定煤炭的储量和品质，为矿山工程设计提供必要的数据支持。
矿山工程设计是根据地质勘探结果进行的，包括巷道、采区、支护等的设计。
矿井建设是按照矿山工程设计方案进行的实际施工过程，包括采场建设、道路建设、排水系统建设等。
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煤矿硬岩巷道快速掘进技术研究
随着煤矿深部开采的不断推进，对煤炭开采中的硬岩巷道掘进技术提出了更高的要求。
传统的巷道掘进方法往往在速度、效率和安全性上存在一定的局限性，因此研究和改进巷
道掘进技术成为当前煤矿开采中的重要课题之一。
本文将针对煤矿硬岩巷道快速掘进技术
进行深入探讨，分析已有的技术手段，提出改进和创新的方向，以期为煤矿开采提供技术
支持和解决方案。
一、现状分析
传统的硬岩巷道掘进方式主要依靠爆破、冲击等方式，然而这些方法在效率和安全性
上存在诸多问题。
现有的快速掘进技术主要集中在机械化设备的改进和研发上，例如刀盘
掘进机、隧道掘进机等。
这些设备在一定程度上提高了巷道掘进的速度和效率，但在实际
应用中仍存在一些问题，如对硬岩的钻进难度大、设备稳定性差、生产成本高等。
现有的巷道支护技术和材料也对快速掘进提出了更高的要求。
传统的支护材料往往需
要进行繁琐的施工和固化过程，影响了巷道掘进的速度和效率。
需要研究和开发新型的巷
道支护技术和材料，既能够保证巷道的安全性，又能够满足快速掘进的需求。
二、技术创新方向
针对目前存在的问题，需要在硬岩巷道快速掘进技术方面进行创新和改进。
首先是提
高钻进技术的精准度和效率。
针对硬岩的钻进难题，可以探索新型的钻进材料和技术，提
高钻进的精准度和速度。
其次是研发更稳定和高效的掘进设备。
可以通过优化设计和新材
料的运用，提高设备的稳定性和掘进效率。
还可以结合自动化和智能化技术，提高设备的
操作性和生产效率。
在巷道支护技术方面，可以研发更易施工、快速固化的新型支护材料，提高支护施工
的效率。
可以探索新型的支护结构和方法，提高巷道支护的稳定性和安全性。
三、关键技术和方法
在研究硬岩巷道快速掘进技术时，需要着重研究以下几个关键技术和方法。
1. 钻进技术：钻进是巷道掘进的首要环节，需要研究和改进钻进的技术和设备。
可
以通过改良钻头结构、提高转速和增加钻进力等方式，提高硬岩巷道的钻进效率。
2. 掘进设备：目前使用的掘进设备主要是刀盘掘进机和隧道掘进机，需要对这些设
备进行优化和改进。
可以采用新型的材料和结构设计，提高设备的稳定性和效率，适应更
硬的岩层掘进。
四、应用和前景
硬岩巷道快速掘进技术的研究和应用，将对煤矿开采产生积极的影响。
提高巷道掘进的速度和效率，有助于提高煤矿的开采产量和生产效率。
提高了煤矿工人的工作环境，减少了作业时间和作业强度，提高了矿工的工作安全性。
快速掘进技术的应用还将促进煤矿的数字化、智能化进程，对煤矿行业的发展具有重要的意义。
煤矿硬岩巷道快速掘进技术的研究和应用，对煤炭开采产生了积极的影响。
通过技术创新和改进，可以提高巷道掘进的速度和效率，营造更安全、高效的矿山开采环境。
希望各相关企业和科研机构能够加大研究投入，加快技术研发和应用推广的步伐，为煤炭行业的可持续发展贡献力量。