摘  要：針對硬巖巷道安全快速掘進施工問題，探討了有關目前實現堅硬巖石巷道安全快速掘進需要解決的技術問題，重點探討了硬巖爆破新型高威力安全炸藥與相關爆破專家系統的研究方向，可供相關科技工作者參考借鑒。

　　關鍵詞：巖巷 安全 快速 掘進

　　0 引言

　　隨著我國工業化水平逐步提高，能源的需求量日益增加，而80％的能源來自煤炭。巖巷工程是煤炭工業發展的基石，也是企業可持續發展戰略的要項工作。巖巷快速掘進是礦井水平、采區、采場“三大接替”順利進行的根本保證。巖石巷道施工時，如果巷道斷面大，完整堅硬（f>12），前方構造透明度低，勢必影響掘進速度，進而影響煤炭高產高效。為了實現巖巷掘進速度的提高，滿足日益增長的煤炭需求，本文對現有的有關巖巷掘進的裝備、技術等發展方向進行了初步總結和分析。

　　1 快速掘進機械配置

　　在巖石巷道掘進施工時，要根據巷道掘進時巷道運輸、通風、排水、通訊、電力、高壓風水管路、工人上下班及施工管理等具體情況，對機械配置、運輸方式的選擇、鉆爆作業、運輸裝碴作業、錨噴支護作業及機械車輛方案進行合理調配，滿足施工需求。

　　1.1 改進設備裝備，提高機械化作業水平：機械設備要保證現場操作安全，提高掘進效率，降低勞動強度，而且巷道成型要好。

　　1.2 合理布置裝運碴作業線：所選擇的裝碴機械必須具備裝碴效率高，性能穩定，堅實耐用的特點。機車和礦車應統一考慮，選擇大容量礦車必然要選擇大功率機車，二者必須匹配。還要考慮線路鋪設質量和裝運碴設備數量等因素。

　　1.3 改進施工工藝，實現掘噴平行作業：掘噴平行作業能有效縮短循環時間，有利于采用合理中深孔爆破，進行大循環作業，大大提高掘進速度。

　　1.4 采用科學的施工組織和管理方法：組織正規循環作業和多工序平行交叉作業，嚴格執行一系列行之有效的管理制度，提高職工的業務素養，確保機械設備的正規使用和爆破技術的嚴格執行。

　　2 超前地質探測技術研究

　　可靠準確的巷道超前探測技術是巷道掘進安全保障。多年來，世界各主要采煤國都投入了大量的人力物力對該技術進行技術攻關，并取得了許多成果。但總的來說，對煤層巷道掘進過程中所遇到的小構造問題探測與分辨效果不太理想，因此必須進行更加深入細致的探測技術手段研究。

　　目前國內外在煤礦地質探測方面除地質理論預測和巷道、鉆探勘探技術外，主要采用礦井工程物探技術進行，其方法手段有礦井震波法和礦井工程電法預測。但是由于礦井地質條件的復雜性和地下介質的多樣性與不均勻性，目前國內外還沒有一個完全可靠的超前探測預測技術。我國礦井地質工作雖然有了一定的裝備，但與采煤技術相比，在該領域的研究尚存在如下三個方面的技術問題：①受井下干擾因素影響，單一方法探測結果存在較大的誤差；②落差小于煤層厚度的斷層控制程度不足；③各種探測手段對于不同的礦井各有側重；④煤巖層的差異對于探測方法具有二重性，既是探測前提又是制約因素。因此，采用多種方法的綜合物探技術進行地質構造探測將會對巖石巷道安全快速掘進施工發揮關鍵性作用，是今后煤礦地質探測技術的發展新方向。

　　3 新型爆破炸藥與爆破專家系統研制

　　我國《煤礦安全規程》規定，在具有沼氣（CH4）爆炸危險的礦井，只容許采用三級煤礦許用炸藥進行爆破作業。對于軟巖和煤，采用三級煤礦許用炸藥能夠滿足爆破破碎的需求，但是對于中硬以上（一般f>6）的巖石，現有的三級煤礦爆破破巖效果顯得不盡如人意。大量的生產實踐證明，對中硬巖石，采用三級煤礦許用炸藥，爆破的炮孔利用率低，巖巷掘進效率低下，不能滿足煤礦建設和煤炭高效開采的需要。因此，研制適應中硬巖以及硬巖巷道掘進的高威力煤礦炸藥和適合高能安全炸藥的可靠的起爆器材是巷道掘進技術的一大發展方向。所研制的高威力炸藥既要具有更高的爆炸能量水平又要具有足夠高的沼氣安全性，兩者必須兼顧。

　　目前，現場巖巷掘進光面爆破施工作業圖表和爆破設計說明書的編制還都是手工作業，誤差大、速度慢、強度高。并且多數情況下是一套說明書、一套炮眼布置圖和爆破參數表使用一條巷道，不能緊跟工作面巖石性能、炮孔深度等的變化而迅速調整更新，也就很難真正做到合理指導施工。特別是中深孔、深孔控制爆破技術方面專家系統的研究尚沒有現成的資料。因此，研制一套完整的適用于不同巷道斷面、不同巖性、不同炸藥、不同炮孔深度和炮孔直徑等施工條件下爆破施工設計說明書（包括爆破圖表、爆破參數和相關的安全技術措施等）對現場爆破作業具重大現場指導意義。

　　4 巖巷道掘進圍巖有害氣體監測技術

　　根據現場實踐，一般情況下巖石掘進施工中瓦斯涌出量很少，但是如果巖石局部裂隙與上下煤層貫通、或有溶洞，掘進時也會到瓦斯有害氣體的突然噴出現象。另外，巖石中如果存在有機質含量高的炭質夾層，掘進中可能產生甲烷或著其他重烴。這就需要在快速掘進的同時配套瓦斯等有害氣體的監測監控。一要研究巖巷快速掘進時地質構造區域瓦斯等有害氣體異常涌出規律及監測技術；二要建立巖巷快速掘進至地質構造區域異常瓦斯災害防治技術體系。力保巖巷快速掘進監測監控的安全有效，保障巖巷掘進安全快速。

　　5 結論

　　巖巷快速掘進是礦井水平、采區、采場“三大接替”的根本保證，要解決巖巷安全快速掘進問題，除了要合理配置巖巷掘進機械和加強施工管理外，深入研究超前地質探測技術、針對硬巖的新型高威力安全炸藥與爆破專家系統、快速掘進圍巖有害氣體監測監控技術。