煤矿岩巷掘进装备及掘进工艺的发展

白云

摘要：作为我国的重要基础能源产业，煤炭产业在经济发展中扮演着关键角色，并直接关系到国家的整体经济建设和社会稳定。目前，我国的煤矿开采主要依靠井下作业，尤其是岩巷掘进技术，在煤矿开采中起到了至关重要的作用。岩巷掘进通过开挖巷道，连接各个开采面以进行矿石的运输和通风等工作，其所涉及的技术和设备包括隧道掘进机、磨板机、装载机等，这些工具的使用能够提高开采效率、降低劳动强度以及保障工人的安全。

关键字：煤矿；岩巷掘进装备；掘进工艺；

加强岩巷掘进技术的研究和创新，无疑是当前煤矿开采中一个非常重要的任务。机械化高效掘进技术的应用可以提高岩巷掘进的效率和质量，减少人工劳动强度，提高采煤的安全性和可持续性。通过引入先进的掘进机械设备、自动化控制技术和智能化管理系统，可以实现岩巷掘进的快速、精确和高效。

一、影响煤矿岩巷掘进进度的因素

（一）岩巷掘进爆破参数

岩巷掘进爆破参数是影响煤矿岩巷掘进进度的重要因素之一，合理的爆破参数设置可以提高岩石破碎效果和掘进速度。爆破孔的布置方式对掘进效果有着直接影响，线性布置可以形成塌方效应，而圆形布置则可促进炮孔挤压效应。另外，适当的装药量能够加速岩石的破碎和松动，提高掘进速度，注意装药量过大可能导致不良后果。合适的装药方式也会对掘进速度起到调节作用，这是因为将炸药装入爆破孔的方法不同，会影响爆破能量的释放方式和效果。因此，在实际掘进过程中，需根据具体矿井的地质条件、岩石特性和掘进需求进行合理的选择和调整。

（二）掘进装置落后

煤矿岩巷掘进装置在我国的机械化水平和整体性能仍相对较低，与西方发达国家存在较大差距。尤其在核心器件的掌握上，仍需加倍努力。虽然许多煤矿企业在输送方面表现出较高的科学技术水平，但在穿眼和注浆等关键环节中，还是有许多企业依赖人工操作，未能实现全面的机械化自动化，这就严重影响了岩巷的掘进速度。

（三）工作环境较差

较差的工作环境，如高温、高湿、高压等条件，会对煤矿岩巷掘进的进度产生不利影响。高温环境会导致工人体内水分和盐分大量流失，容易引发脱水和中暑等问题。高湿环境可能使工人体湿度过高，增加皮肤感染和呼吸道疾病的风险。而高压环境下，如煤与瓦斯突出、冒顶等地质灾害，更有可能威胁到工人的生命安全。此外，恶劣的工作环境还会消耗工人的体力和精力，降低工作效率，从而减缓岩巷的掘进速度。同时，工人面临的身体负担和健康风险也会增加，可能导致疲劳、疾病和事故的发生。

二、我国煤矿巷道掘进设备的发展

我国煤矿巷道掘进设备的发展经历了漫长的历程，经过一系列的创新和进步取得了显著成果。根据不完全的统计数据显示，现阶段我国煤矿在实际生产作业中使用岩巷掘进装备的比例超过50%，其机械化程度更是高达80%，由此可见，岩巷掘进装备对我国煤矿企业的重要性不言而喻。

（一）人工开采阶段

在早期，煤矿巷道开采主要依靠人工劳动，矿工凭借着体力和勇气来进行开采工作。他们需要亲自进入地下煤矿，使用手工工具如铁锹、镐等，不断挖掘和凿击煤矿巷道。这种人工开采方式存在着劳动强度大、工作环境恶劣以及安全风险高等问题。其中，劳动强度大体现在矿工需要长时间、高强度地进行体力劳动，承受着较大的劳动压力和身体疲劳。工作环境恶劣是因为地下煤矿存在着高温、潮湿、有限的通风等问题，矿工在狭小、黑暗、封闭的空间中工作，容易受到污浊空气和有害气体的影响。安全风险高则是指人工开采存在着坍塌、冒顶、瓦斯爆炸等安全隐患，随时可能发生事故和伤亡。

（二）引进阶段

20世纪50年代，我国开始引进国外的巷道掘进机械设备，如巷道掘进机、盘岩钻车等，这一历史节点标志着我国煤矿巷道掘进设备的起步阶段。通过引进国外先进的巷道掘进设备，我国煤矿开采得到了显著的改善。这些设备的引进提高了煤矿开采的效率和安全性，减轻了矿工的劳动强度，并减少了工伤事故的发生。然而，在起步阶段，我国的巷道掘进设备与国外仍存在一定的技术差距。相比国际先进水平，我国的巷道掘进设备还存在一些局限性，如设备性能不稳定、工作效率不高、自动化程度较低等，这使得我国在巷道掘进装备领域仍然较为依赖国外的进口设备。

（三）自主研发阶段

从80年代开始，我国开始积极探索自主研发和制造巷道掘进设备，逐步实现了国产化。在这一阶段，国内企业在技术创新和市场竞争中发挥了重要作用。通过投入大量资源和人力，国内企业逐步攻克了关键技术难题，不断提升了巷道掘进设备的性能和质量。同时，国内企业积极参与国际合作与交流，吸收国外先进技术和经验，进一步提升了巷道掘进设备的技术水平。国产化的成功不仅提升了我国煤矿巷道掘进设备的水平，也减少了对进口设备的依赖，降低了生产成本，提高了我国煤矿行业的竞争力。另外，国产化还为技术创新和产业升级提供了动力，激发了我国巷道掘进设备制造业的发展潜力。

（四）智能化阶段

近年来，随着科技的不断进步和无人化技术的应用，我国煤矿巷道掘进设备迎来了新的发展机遇。无人巷道掘进机、智能化设备成为行业的新趋势。这些设备具有自动化、智能化和高效性的特点，能够更好地适应现代化煤矿的需求，提高生产效率和安全性。

三、煤矿岩巷掘进工艺技术探析

（一）破岩

破岩是通过钻孔和爆破的方式，对巷道壁面的岩石进行破碎。钻孔可以使用钻孔机或岩爆钻机，在巷道壁面进行精确的钻孔操作，根据岩石性质和巷道要求选择合适的孔距和孔径进行布孔。完成钻孔后，将爆破药材如炸药和引爆装置会被放入钻孔中，并根据巷道要求和矿山安全规定，调节引爆装置的能量和强度。爆破能够使岩石产生裂隙和破碎，将大块岩石破碎成碎石和颗粒，这就方便了后续的装岩和运岩工作。

（二）装岩

装岩是煤矿巷道掘进中的关键环节，使用装岩机械或装载机，将巷道中的破碎岩石清除出来。装岩机械具备高承载能力和灵活的操作性能，通过机械臂、铲斗或夹具等装置，将破碎岩石装入运输工具中，如运砂车或运输带，顺利运出巷道。装岩过程需要经过熟练的操作员操控，熟悉操作方法和注意事项，确保安全完成装载作业。

（三）运岩

运岩工序是煤矿巷道掘进工艺技术中的重要环节，其目的是将装岩机械装载的岩石材料从巷道中顺利运送出来。根据岩石的规模和巷道的条件，可以选择不同的运输工具和方法。常用的运输工具包括运砂车、运输带和叉车等，运砂车通常用于小块岩石的运输，具备较大的载重能力和机动性。运输带则适用于较长距离的运输，可将岩石通过带式传送装置迅速传送到目的地。叉车因其稳定的搬运能力，则可用于搬运较大块状或重量较大的岩石材料。

（四）支护

巷道掘进后，为了确保巷道的稳定和安全，需要进行支护工序。支护工序包括使用钢架、锚杆、注浆等方式对巷道进行加固，以防止坍塌和冒顶的发生。同时，根据巷道的地质条件和瓦斯等环境因素，可能还需要进行瓦斯抽放、通风等处理，以确保巷道的安全运营。通过合理的支护措施和处理措施，可以保障巷道的稳定性和安全性，为煤矿生产提供可靠的保障。

四、结束语

我国煤矿开采作业中，岩巷掘进装备和相关的工艺是不可或缺的。为了促进煤矿企业的持续发展，就必须认真分析并改进这些机械设备和工艺。在未来的发展中，通过改进和完善岩巷掘进装备和工艺，可以进一步提高煤矿开采的效率和安全性，推动我国煤矿企业的可持续发展。而这，也将为国家能源供应和煤炭产业的发展提供坚实的基础。

参考文献：

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