煤巷快速掘进支护关键技术及工艺优化研究

煤巷快速掘进支护关键技术及工艺优化研究摘要：作为煤炭资源主要生产方式之一的煤巷快速掘进技术，因其高效、经济、环保等优越性在国内外得到广泛应用。本研究通过文献综述和现场调研，总结了国内外煤巷快速掘进支护关键技术及工艺现状，归纳出目前存在的问题和不足之处。针对这些问题，本研究提出并探讨了多项技术和工艺优化方案。重点包括：采用新型支护设备、改进掘进机械的结构和掘进方式、调整巷道断面形状和尺寸、优化导向和测量系统、改进炮孔设计和装药方案、研究先进爆破技术和材料等。本研究对煤巷快速掘进技术的推广和应用具有重要意义。

关键词：煤巷掘进；快速掘进；支护；工艺优化；关键技术

一、煤巷快速掘进技术概述

煤巷快速掘进技术是在保证安全的前提下，充分利用煤巷内部的自然条件，采用合理的机械、电气和控制等系统设备，实现快速掘进并支护合理的开采空间。该技术的标志性特征是速度和效率高，能够提高煤炭生产效率，同时减少了煤炭的消耗和资源浪费，推动了煤炭采选行业的现代化进程。

二、煤巷快速掘进支护的现状与问题

1、支护设备落后、造价高：目前国内煤巷快速掘进常用的支护设备主要是木材、钢架架木和重型钢撑，这些支护设备应用领域较广，并保持了一定的市场占有率。但存在的问题是由于这些旧式支护设备需要大量人工操作，造价高昂、易损、使用寿命短，清理回收及处理费用高，给生产企业带来巨大负担。

2、掘进机械性能弱，效率低下：早期的煤巷快速掘进机械基本上是煤机，但由于这种设备容易受到煤岩性质影响，导致效率低下，不稳定，掘进效果不佳。为了提高掘进效率和质量，现在一些企业开始采用履带式或轮式掘进机械，但由于该机械结构复杂、运行难度大，操作的成本也非常高。

3、导向和测量技术不够精准：煤巷掘进过程中，精确导向和测量技术对于确保煤巷的安全和稳定至关重要。但国内外现有技术不能满足煤巷快速掘进的高精度标准，导致掘进难度大，效率低下。

三、煤巷快速掘进支护关键技术及工艺优化方案

基于以上问题和分析，本研究针对煤巷快速掘进关键技术和工艺进行了探讨，并提出了优化方案。主要包括：

1、应用新型支护设备：与传统的支护方式相比，新型支护设备有更高的可重复性和更高的使用寿命，同时功能也更加强大、高效。

2、改进掘进机械结构和掘进方式：针对履带式和轮式掘进机械在高速运行时的问题，可以改进其结构，增加承重性和稳定性，提高工作效率和掘进质量。

3、调整巷道断面形状和尺寸：通过调整巷道断面的形状和尺寸，使其更加符合现代煤巷快速掘进的需求，达到更好的开采效果。

4、优化导向和测量系统：通过引进先进的导向和测量技术，能够提高煤巷快速掘进的精度和效率，保障掘进质量和安全。

5、改进炮孔设计和装药方案：以提高爆破效果和减少石灰岩炮孔出口面积为主要目标，研究优化炮孔设计和装药方案。

6、研究先进爆破技术和材料：煤巷快速掘进中用到的爆破技术和材料对掘进质量和生产效率有着至关重要的影响，通过研究和开发更加先进的爆破技术和材料，能够最大限度地提高掘进效率和质量。

结论：本研究总结了国内外煤巷快速掘进支护关键技术及工艺现状，分析了存在的问题和不足之处，并提出了多项技术和工艺优化方案，为煤巷快速掘进技术的推广和应用提供参考此外，还需要注意巷道通风和瓦斯等安全问题，确保煤巷快速掘进的安全性。同时，在推广和应用新技术和工艺的过程中，要加强人员培训和管理，提高操作人员的技术水平和安全意识，减少事故的发生。

总之，煤巷快速掘进是提高煤矿生产效率和降低成本的重要手段，但也存在一系列技术和工艺问题需要解决。通过多方面的技术和工艺优化，结合合适的安全管理和人员培训，才能实现煤巷快速掘进的有效推广和应用，为煤矿行业的可持续发展提供有力支撑另外，煤巷快速掘进还需要注意对煤的质量进行考虑。一些低品位和变质的煤的开采难度更大，在掘进过程中也需要考虑这些因素，以免影响生产效率和煤矿经济效益。

煤巷快速掘进还需要注意对环境的保护。高速掘进过程中产生的噪声、震动、粉尘等都会给周围环境带来影响。因此，在推广和应用煤巷快速掘进的过程中，要加强对环境的监测和控制，减少对环境的影响。

另外，在煤巷快速掘进的过程中要考虑能源的利用和回收。将生产过程中产生的热能、瓦斯等能源进行回收和利用，不仅可以提高煤矿的经济效益，也可以减少对环境的污染，实现煤矿绿色发展。

最后，要注意安全生产。在煤巷快速掘进的过程中，安全生产始终是重中之重。必须要加强对操作人员的培训和管理，提高工人的安全意识和技能水平。同时，要加强对设备的维护和检修，确保煤巷掘进机的正常运转，避免设备故障引发事故。

综上所述，煤巷快速掘进对于提高煤矿生产效率和降低成本具有重要作用。但在推广和应用的过程中，还需要注意技术和工艺优化、对煤的质量考虑、环境保护、能源回收和安全生产等问题。只有综合考虑这些因素，才能实现煤巷快速掘进的有效推广和应用，为煤矿行业的可持续发展提供有力支撑此外，为了更好的推广和应用煤巷快速掘进技术，还需要注重技术创新和研发。煤巷快速掘进存在许多技术难题，如掘进机适应性不强、高速运转对设备的耗损和磨损等。因此，需要加强研发工作，通过技术创新寻求更好的解决方案和更优秀的设备。此外，还要建立完善的技术服务体系，为使用方提供技术支持和服务，促进煤巷快速掘进技术的进一步发展和应用。

除此之外，需要注重推进煤矿产业的结构调整和转型升级。在当前全球环保意识不断提升的背景下，煤炭作为一种传统的化石能源受到质疑，煤炭消费市场不断萎缩，而新能源市场又呈快速增长态势。因此，煤炭行业需要转型升级，发展清洁煤技术、煤层气开发、煤制油、煤制气等新模式，提高煤炭利用效率和降低污染排放水平，增加煤炭产业的竞争力和可持续发展性。此外，还需要加强与相关行业的协作，推进煤炭行业的产业协同发展。

最后，要注重加强煤炭行业的信息化建设。信息化是推动产业升级和智能化发展的重要手段。建设煤炭行业的数字煤矿平台，实现煤矿生产管理、数据采集与分析、智能控制等多个环节的信息化和自动化，能够提高生产效率和产品质量，减少能源消耗和环境污染，提升企业的核心竞争力和市场影响力。

总之，推广和应用煤巷快速掘进技术，需要从技术和工艺优化、煤质量考虑、环境保护、能源回收和安全生产等多个方面入手，同时需要注重技术创新和研发、产业结构调整和转型升级、信息化建设等方面的工作。只有全面考虑这些问题，才能实现煤巷快速掘进技术的有效应用，为推动煤炭行业的可