近年来，伴随我国煤矿开采的综合机械化程度不断提升，采掘失衡的矛盾日益突出。掘进作业的机械化、自动化、信息化程度的迭代升级致使巷道掘进速度以及掘进功效等指标，远达不到安全高效矿井的需求，煤巷快速掘进技术仍落后于采煤的技术水平，为此，深入开展有关煤巷快速掘进方面的研究势在必行，基于此工业背景，煤矿采煤综采朝着高效化、智能化发展，出现了煤矿巷道掘进工作不能满足采煤速度需求的矛盾。巷道掘进速度已成为煤炭开采的制约因素。
1.巷道掘进效率影响因素
1.1 地质结构的影响
地质条件是影响煤矿巷道掘进速度最客观的因素。我国的采煤工艺和设备在迅速改进，这让原来不具有开采条件的储煤区有了开采可能性。煤矿采掘工作率受到了地质结构的制约。对于一些地质结构简单的煤层，煤层完整性较好，地层中各向应力分布较为均衡，巷道掘进可以快速进行；对于某些结构复杂的区域，因为断层带等复杂结构地层的地壳应力存在各向异性，随时有应力可能导致地层坍塌现象发生。煤层强度、储煤区地质水文情况和煤层瓦斯含量也会影响巷道掘进的速度。煤层强度影响巷道掘进时支护工艺的选择，强度低的煤层，支护工艺复杂且耗时较高，影响整个施工进程。在巷道掘进施工过程中，要充分勘查地质结构，完全了解所处的地质环境，才能采取积极的应对措施，以保证巷道掘进施工安全性，提高工作效率。
1.2掘进机械设备的影响
掘进机械设备的选择决定了巷道掘进速度，先进的设备有助于提升掘进速度和安全性。我国掘进机械设备种类较多，但与发达国家相比，还是比较落后的。主要表现在设备使用时故障频发，切割道具的耐磨性低，截齿的机械性能差，严重影响了快速掘进工艺的发展。此外，支护设备在掘进过程中和掘进机械的配套作业不太流畅也制约了掘进速度的提升。因此，选择好设备，才能在保证巷道掘进安全作业的同时提高掘进速度。
1.3施工过程的影响
对煤矿巷道掘进施工过程进行科学管理，使各工序最大限度地有效衔接，可以减少施工时间，提升掘进速度。但是，很多煤矿对掘进施工过程管理没有投入足够的重视，没有制定专门的施工工艺和施工规范，导致在整个掘进施工过程中问题频频，返工现象严重，影响施工进度。为了保证掘进施工的高效性，煤矿相关部门需要制定适宜的施工规范，合理分配各工序的时长和进度，最大限度地提升机器的使用效率，建立考核制度，保证工艺和规范能严格执行，有效提高施工的效率。
2巷道快速掘进工艺优化方案
2.1巷道掘进工艺的优化
巷道掘进工艺的提升主要体现在进刀、割煤、落煤、煤炭装运与清理等方面的优化，进而提高掘进效率和落煤速度，实现连续运煤。整个巷道掘进工艺较为连贯且高效，具体作业流程为升刀—打顶—进刀—割煤—拉底—升刀的单向操作。应切实根据巷道现场顶板及煤体松软状况，基于围岩的实际情况，选择适当的进刀方向和方式。为避免发生触顶，在打顶环节需要在最上侧留下大约180mm的圆弧过渡段。整个巷道掘进工艺流程需要配套利用掘锚机进行煤炭转运。掘锚机会自动收集掘进过程中掉落的煤炭，实现智能化煤炭转运。在巷道掘进时，煤炭落进掘锚机前端部的煤炭收集口中，传送机连将落下的煤块逐步传送到转运输送机中。转运输送机将落下的大块煤炭运送到掘锚机后方的煤炭破碎机中进行破碎处理，破碎处理后将煤炭运送至带式输送机中，然后运送进煤仓中。该流程实现了煤炭的不间断持续输送，有效提高了煤炭运输速度。
2.2锚杆钻车结构和布局的优化
传统煤矿掘进作业使用的是传统的2臂式掘锚一体综掘机，支护效率低。而快速掘进工艺中采取了新型跨骑式6臂锚杆钻车，该新型钻车实现了车身结构的优化，将除尘风道合理设在了车身中部位置，减小了车身宽度，提高了锚杆钻车灵活性。重新设计了锚钻架的结构与布置，在钻机前侧设置了4组锚钻架，在钻机后侧设置了2组锚钻架，实现了6组锚钻架的同时支护作业，并且能做到一次支护成型。在钻机尾端新增设了爬行梯架，为作业人员通过提供方便通道。该新型钻车的应用解决了传统钻车车身结构体积较大、无法实现锚护作业一体化的难题，切实提升了井下掘进支护效率和作业灵活性，实现了掘进工作和支护工作的并行。
2.3支护方案的优化
①巷道快速掘进关键参数（控顶距）优化研究
通过前期理论、地质条件、掘进工艺等因素的协同分析，基于“二分法”理论探究掘进端头不同控顶距与掘进速度的耦合关系，确立安全高效掘进条件下的最优控顶距。
②快速掘进巷道“锚-网-索-钢带”关键支护参数优化
借助数值模拟手段，构建“待采煤体-固支覆岩-区段煤柱”力学模型，开展不同支护强度下的巷道围岩松动、变形规律研究，基于此对巷道开展“锚-网-索-钢带”于一体的靶向协同支护参数优化 ，实现巷道快速掘进的精准设计，制定靶向条件下的优化支护方案。
③以“安全-高效”成巷效果为导向的支护方案动态优化调整
借助全时程、多层次的锚杆、锚索受力、多点位移、围岩收敛等现场矿压监测手段，开展巷道安全性评价，对优化掘进及支护方案适时调整，在保障安全生产的同时有效提升巷道的掘进效率。
2.4巷道掘进面通风作业的优化
一般煤矿掘进面中扬灰大、粉尘浓度高，能见度受限，不但影响了井下巷道掘进效率，而且对井下作业人员的呼吸系统健康也造成了极大伤害，因此要优化巷道掘进面的通风作业装置，提高井下作业环境的空气质量以及能见度，优化井下作业人员作业环境。在对比了多种通风装置设施和方式之后，采取了长压短抽的通风方式对局部空气质量进行优化。同时在掘进面中增设了干式除尘装备。该除尘装备的运行功率可随时根据掘进面的工作面积以及空气中的粉尘浓度进行灵活智能调整，通风量需不小于900m3/min。通过对井下掘进作业环境的粉尘质量浓度进行对比可得出，掘进作业过程中掘进面优化后的粉尘质量浓度由 128.6 mg/m3下降到 60.96 mg/m3，降低了52.6%。通过对巷道掘进作业速度优化前后的对比可得出，巷道掘进作业的日进尺得到了优化。煤矿井下巷道的作业效率和安全性明显提高。目前该新式巷道快速掘进通风设施已经在多个煤矿试点运行，取得了良好的试行效果。
2.5作业人员管理和设备管理的优化
煤矿巷道掘进作业现场不仅有较多的施工设备，还有很多作业人员。一般情况下掘进工作面空间窄小，因此做好施工管理，实现井下空间的合理分配显得十分重要，具体应做到以下几方面：a) 掘进设备与支护装备分开放置，以避免作业过程中互相干扰，一般情况下支护装备与掘进设备之间距离应不小于2m。b) 对井下作业人员进行合理组织分配。原则上，掘进作业、支护作业的人员用工是完全分开的，但在日常的煤矿企业生产施工过程中，掘进快于支护作业，因此，作业人员的组织分配还需要根据煤矿企业实际施工情况灵活调动。c) 根据作业进度运送支护材料。在支护作业过程中需要用到大量支护工程材料，如果提前运送大量材料，则会导致掘进作业空间窄小，不利于通风和作业。
5结束语
在煤矿生产中，快速掘进工艺是提高煤矿生产效率和经济效益的重要手段。煤矿巷道快速掘进工艺已经成为煤矿科学技术研究的热点问题。煤矿井下巷道快速掘进工艺进行研究，进一步确定影响巷道掘进效率的主要因素，包括掘进方式的选择、支护形式等，从而提出优化方案。实践数据表明，巷道掘进效率提升显著，同时巷道掘进的安全性也有所提高，煤矿井下巷道快速掘进优化工艺具有极高的推广与应用价值。
参考文献
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