實現煤巷快速掘進的分析

陳國平

1 煤巷快速掘進中存在的制約因素

西山煤電集團公司東曲礦現編制有四個綜掘隊和一個開拓隊，分別負責 2#、4#、8#、9#煤層的回采巷道及采區外圍巷道的掘進。

1.1 掘進工作面搬家倒面耗時較長

由于地質條件差，工作面布局受礦井開拓方式及地質條件的限制等因素的影響，工作面巷道布局設計存在零星工程較多的現象，這就造成掘進隊組搬家倒面頻繁的現象，打破了掘進隊組正常的生產秩序，影響掘進效率的提升。

1.2 目前綜掘設備裝備水平比較低

綜掘隊組現配有EBJ－120TP型掘進機3臺，EBZ－132型2臺，EBZ－160型2臺，EBZ－220型1臺，掘進機截割功率不高，工作面遇構造或煤層變薄時截割困難，常需放震動炮輔助施工，降低了掘進效率，有的掘進機現已老化，故障率較高，致使開機率降低，影響正常掘進。

1.3 地質條件的影響

五采區2#煤煤層較薄，一、三采區地質構造復雜，煤層賦存條件差，+860水平8#煤基本頂大多為石灰巖，巖性堅硬，給錨桿支護造成困難，該區域瓦斯高，掘進機快速截割時易導致掘進工作面瓦斯超限，此外，+860水平是帶壓開采區域，支護強度要求較高，而且防治水花費精力很大，這些都是制約掘進效率提升的客觀因素。

2 實現煤巷快速掘進的技術措施

科學優化巷道設計，合理確定支護方式。

1)礦井設計，地測先行。首先要積極進行地質補充勘探工作，摸清各采區地質條件及煤層賦存狀況，為優化系統和巷道設計提供技術保障，為使用機械化掘進創造條件。

2)從設計上入手，合理布置采區巷道及工作面順槽，盡量減少小斜坡、聯絡巷等零星工程的布置，盡量延長采煤工作面順槽長度，最大程度降低掘進隊組的炮掘工程量及工作面搬家倒面次數。

3)合理選擇巷道位置和巷道幾何尺寸，設計前要考慮是否有利于機械化掘進，是否滿足設備安裝需求，是否有利于巷道支護，是否有利于工作面回采等諸多因素，以確保巷道斷面及巷道布置合理化。

4)在采區及工作面設計時要周全考慮，力求一次到位，避免生產隊組撤離后因設計不到位進行二次返工，影響隊組正常施工。

5)結合巷道布置、斷面尺寸及頂底板巖性等因素，總結該礦多年來巷道支護的經驗，合理確定巷道支護方式，要做到既不支護欠缺，造成巷道在服務期維修量大，又不支護過剩，費工又費料。

3 優化設備選型配套，加快設備更新換代

3.1 引進新型掘進機，滿足高效掘進的需求

1)在五采區薄煤層半煤巖巷掘進工作面引進大截割功率的掘進機，如EBZ200H型或EBZ300型硬巖掘進機，提高硬巖掘進效率。

2)條件允許的情況下，在大斷面長距離掘進工作面(寬度5 m以上，長度2 000 m以上的巷道)逐步引進掘錨一體機，如MB670型掘錨機，可實現割煤與頂、幫支護平行作業，平均每循環用時可縮短至30 min之內，以達到快速高效掘進的目的，該掘進工藝目前已在斜溝煤礦試驗，必將成為高效掘進的發展方向。

3)在短距離順槽小斷面巷道掘進工作面繼續推廣使用輕型掘進機，如EBJ120型掘進機，以適應工作面設備安拆、搬運及巷道開口拐彎等工程，提高掘進效率。

3.2 改進永久支護設備，引進先進的支護設備

1)首先，在頂板巖性堅硬的工作面推廣使用大扭矩液壓錨桿鉆機，如MYT145、MYT160型液壓錨桿鉆機，并配套高強度鉆頭，以提高錨桿錨索鉆孔速度。其次，要引進支腿式大扭矩的幫錨桿鉆機來代替現用的手持風煤鉆，以解決該礦幫錨桿打注困難的現狀。再次，不斷引進先進的錨桿錨索預緊器械，以提高支護效率。

2)要進行臨時支護技術攻關，在掘進工作面采用高效合理的臨時支護方式，在確保安全的前提下盡量縮短臨時支護占有的時間，該礦現已在掘進一隊試用機載臨時支護裝置，該裝置正常使用后，可有效的縮減人工前移臨時支護的時間，并可將循環進度適當加大，既能保證支護人員安全，又能加快支護效率。

3)掘進運料困難也是制約掘進效率提升的一個主要因素，要考慮在長距離掘進順槽引進順槽雙向無軌膠輪車進行掘進材料、設備、配件的運輸，可選用適合該礦掘進工作面的，具有車身較窄，靈活方便，轉彎半徑小，能夠雙向行駛的無軌膠輪車，這樣就能提高掘進工作面的材料運輸效率，增加了小運輸的安全性。

4)逐步改進掘進機配套出煤運輸設備。在長距離順槽使用SJ800/90型膠帶輸送機增強運輸能力，短距離巷道使用輕型電滾筒皮帶取代40 t皮帶，既可滿足運輸，又便于拆裝搬運，且比40 t皮帶故障率低，可有效提高掘進機開機率。

4 加強現場管理，不斷優化生產組織

1)針對掘進隊組施工中存在組織措施不力，不能將掘進中的掘、支、運等各道工序理順，找到影響高效掘進的制約因素，得出一套科學有效的施工工序流程，提高綜掘效率。

2)在掘進工作面搬家倒面期間，要清楚拆除工作面的現狀和下接工作面的情況，清楚拆除工作量、運輸工作量、安裝工作量，做到合理安排，有條不紊。將搬家倒面所用時間縮減到最小，給正常掘進騰出更多時間。

3)加強過構造期間的施工組織管理，要嚴格執行“過構造期間領導跟班作業靠前指揮”制度、“技術骨干現場會診”制度，及時確定安全高效、行之有效的施工組織措施。繼續研究和改進采掘工作面過構造的施工工藝，力求實現安全、快速、高效、經濟的通過構造帶，將影響降到最低。

4)要重視設備檢修，提高設備效能，機電設備的正常運轉是搞好正規循環的基礎，必須加強對機電人員的管理，對施工現場機電設備實行掛牌管理，加強設備的維修和保養。不斷提高設備完好率，保證設備運轉良好，確保掘進設備開機率的不斷提高。

5)要繼續推廣快速掘進工藝，優化工藝流程，加快掘進速度。在綜掘巷道推廣應用“掘進機自拐彎開口工藝”，降低炮掘工程量，提高掘進效率，在大斷面切眼推廣應用掘進機后退式擴幫工藝，提高擴幫速度。

6)要做好巷道測量、先探后掘和防治水工作，要提前探明水患情況，制定探放水措施，特別是+860水平帶壓開采更要做好防治水工作，最大程度降低水患對安全生產和正常掘進的影響;通風部門要做好通風和瓦斯治理工作，長距離工作面要選用大功率長距離通風機以滿足掘進通風需求，高瓦斯區域，尤其是+860水平要積極做好瓦斯區域預抽和掘進預抽工作，引進先進的瓦斯抽放設備，降低掘進工作面的瓦斯涌出量，減小瓦斯對快速掘進的制約和影響，管理部門要理順抽、掘、采的關系，確保掘進隊組安全高效生產。

5 應用效果

自2010年年初，東曲礦成立快速掘進領導組，采取以上措施后，各煤巷掘進隊組單進水平均有明顯提升。

2010年全年完成掘進總進尺28 504 m，掘進最高單進為718 m/月，掘進單進水平目前處于山西焦煤集團公司領先水平。

實現煤礦井下工作面回采巷道的快速掘進，保證了礦井采掘銜接的正常接替，從而促進了礦井產量的不斷提升，使礦井效益的不斷提高。

東曲礦2010年與2009年同期每月最高單進對比圖見圖1。

圖1 東曲礦2010年與2009年同期每月最高單進對比圖

6 結束語

實踐證明，在煤巷快速掘進過程中，不斷優化生產設計、合理布置工作面，加強現場管理和綜合機械化快速掘進施工技術的推廣應用，提高了掘進效率和施工質量。

隨著快速掘進技術的不斷更新發展，該礦還應不斷提高自身的煤巷快速掘進水平，取得更高的經濟效益和社會效益。

［1］ 侯朝炯，郭勵生，勾攀峰.煤巷錨桿支護［M］.徐州：中國礦業大學出版社，1999：135－137.

［2］ 徐永圻.煤礦開采學［M］.徐州：中國礦業大學出版社，1999：209－211.

［3］ 莫國震.井巷工程［M］.煤炭工業出版社，1983：98－99.