開拓巷道掘進速度的影響因素及對策

李曉勇

(汾西礦業集團有限責任公司賀西煤礦，山西 太原 033300)

1 概述

隨著機械自動化程度越來越高，綜合機械化掘進技術已經逐漸被應用于煤礦建設中。它是由掘進機、轉載機、輸送機等組成的綜合性配套技術，在建設煤巷時，將測量定向、掘進、運煤、除塵、巷道支護以及供水供電等設施配套起來，組合成一套高產、高效、安全的掘進系統。為了加快開拓巷道掘進速度，提高經濟效益，光有一套綜合機械化掘進技術還遠遠不夠，還需要具備以下幾個要點：

1.1 在實現大功率、高可靠性綜掘技術的基礎上，提高工作面單產，盡量減少回采面數量，巷道布置從簡，從而減少生產環節，提高生產效率；

1.2 改進巷道布置，改善礦井的提升系統和運輸系統，增加工作面的推進長度，擴大巷道的有效截面，實現綜掘工作面的連續性和高效性；

1.3 大力發展半煤巖巷錨桿的支護技術，通過解決長距離、大截面的支護問題來實現高效安全的生產。

1.4 配備先進的施工組織和施工管理方法，優化勞動組織，實現正規循環作業，重點抓好勞動組織主要是最大限度實現平行交叉作業。

1.5 建立完善的正規循環作業的區隊管理制度，包括現場交接班制度、崗位責任制、質量驗收制度、設備維修運轉制度、材料管理制度、培訓實效制度、手指口述安全確認制度、獎罰制度等在班組間形成相互“比、學、趕、幫、超”的安全生產氛圍，充分調動勞動積極性和主動性。

2 半煤巖巷基本情況介紹

本期工程為賀西煤礦二采區4#軌道巷，在山西組4#煤層中，巷道沿煤層底板掘進，該區域內4#煤層厚度為1.25m～1.60m，平均1.4m，煤層傾角 2°～6°，平均為 4°。煤層有瓦斯涌出不均勻現象，煤塵有爆炸之危險性。設計為半圓拱形巷道，掘寬4.4米，掘高3.9米，墻高1.7米，拱高2.2米,采用錨、網、索、鋼筋圈梁聯合支護,因該巷道服務年限較長，故在支護后進行噴漿，噴漿總厚度不小于100mm，初噴緊跟工作面作業，復噴滯后工作面不大于50m。施工前先進行鉆探工作，每次布設三個鉆孔，孔深120m，然后掘進90m，如此循環交替進行。中線、腰線采用JZY-3型防爆激光指向儀。采用兩班掘進，一班檢修噴漿的，三八制作業方式。月進度最高142米。一般掘進大斷面拱形開拓巷道的傳統方法為炮掘，由于有些巷道地處背斜構造帶的軸部，煤層變薄，以往采用炮掘時，很容易揭露煤層頂、底板巖石，導致巷道底鼓，同時，巷道頂板巖層風化離層，會使得巷道的壓力變大，出現多處斷錨桿、斷錨索的現象，為巷道的維修和維護增加了工作量。所以，本采區4#軌道巷采用綜掘機掘進的方式，綜掘機的型號為220型，一次成巷。

3 半煤巖巷掘進速度的影響因素

3.1 機械裝備配置水平

煤巷掘進過程中，機械裝備的配置水平決定了整個項目的施工方法和施工組織，所以配置優良性能的機械設備是實現開拓巷道快速掘進的關鍵。此外，此巷道的截面積較大，而掘進機的切割范圍不夠，那么在切割過程中需要不斷的進行調機，每次調機的時間約為3～10min，造成了時間的浪費；電氣、液壓元件的可靠性不高，更換較頻繁，延長了開拓巷道掘進速度，還增加了浮煤、渣清理的工作量，大大降低了煤巷掘進的效率；錨桿施工時，在遇到一些特殊的地質構造時，會大大增加錨桿施工的時間，從而造成了掘進效率低下的現象。

3.2 人員素質水平

人員的素質水平是影響開拓巷道掘進速度的根本因素。若在巷道施工過程中，工作人員沒有經過嚴格的上崗培訓，對新技術和新工藝的掌握程度差，對設備的性能也不夠了解，大大降低了設備的利用率，從而降低了掘進速度。例如，綜掘機在施工操作過程中，每進一循環最快切割完需15min，且巷道成型好，各項參數均能達到施工要求，而不熟練的操作人員完成一個循環的切割工序需要20-40min，且巷道成型不好，有些參數達不到施工要求，這就要求進行二次切割，這不僅增加了機械設備的工作負荷，還降低了巷道的掘進速度。所以，提高人員的整體素質水平，合理安排施工工序，使得綜掘過程中得各道工序銜接緊湊，才能提高掘進速率。

3.3 錨桿支護水平

錨桿施工時，支護參數不是固定不變的，要對現場的圍巖、頂板離層以及錨桿受力等進行監測，然后根據具體的施工情況和現場環境的物理特性，及時、靈活的調整支護參數，縮短支護施工耗費的時間，降低材料的消耗，才能提高掘進效率。

3.4 噴漿水平

由于該巷道服務年限較長，所以在支護后進行需進行噴漿。通過采用噴射混凝土來加強支護，保證錨、網、索、鋼筋圈梁聯合支護平衡處于長期穩定，提高錨桿支護水平，才能提高綜掘效率。若噴漿不及時或不達標，會造成煤體風化脫落，造成巷道的阻塞和揚塵。

3.5 材料運輸水平

掘進過程中，材料運輸的工作量也比較大。由于巷道并非露天作業，有的在底下幾十米，有的煤礦掘進需在好幾千米之下，這無疑給材料的運輸和設備的供應帶來很大的困難。本巷道深處地下，在掘進施工過程中切割的廢料、巷道支護材料、設備的運輸都非常困難，大大影響了施工進度。

4 加快煤巷掘進速度的對策

4.1 提高機械裝備配置水平

由于掘進設備的工作對象為煤巖和礦石，硬度都比較大，工作時振動沖擊力比較大，且又屬于井下作業，環境比較惡劣，為了保證掘進設備長期連續工作，必須選擇質量可靠，使用效率高的機械設備。近年來，我國的掘進機制造水平有了質的飛躍，在液壓、電氣、元件的選用上進行嚴格的篩選和把關，部分元器件國內產品質量均達不到要求的會引進先進國家的產品，增強了設備元器件的使用可靠性，減少了工作量，提高了半煤巖巷掘進效率；機械裝置盡量減少串聯系統，多采用獨立的部件或組建，甚至可以采用嵌裝式結構或模塊組裝的形式，這樣大大簡化了機械組裝結構，方便機械拆裝的同時，還能大大提高掘進機的可靠性，從而提高掘進機的調機效率。

4.2 提高操作人員的整體素質水平

為了提高巷道的綜掘速度，需要各道工序都能緊密的配合起來。首先，要根據巷道的巖性設計合理的截割軌跡，對綜掘機司機進行嚴格的崗前培訓，培養熟練技巧，并經過考核取得上崗證，這樣保證了截割操作人員的熟練技巧，大大降低了截割時間；其次，加強設備的檢修管理，對施工中涉及的各種設備，如綜掘機、風動錨桿鉆機、運輸設備以及局部通風機等都必須每日做好定時進行檢修和保養，避免機械損壞而導致的生產中斷，從而影響掘進速度的降低；然后，加強施工人員的技術培訓，要求他們熟悉現場掘進過程的各個環節和各道程序，能夠現場組織、協調各項工作，最大限度的提高工作效率；最后，定期安排人員外出考察學習，不斷的積累知識，提高自身的業務素質和操作水平。

4.3 改進錨桿支護方式，提高設備綜合配套水平

開拓巷道掘進速度不僅與綜掘機本身有關，與支護、運輸、供電、供水以及通風等配套環節都有很大聯系，特別是錨桿支護方面，工作量大，占用時間多。為了提高煤巷的掘進速度，必須縮短錨桿的支護時間。在施工過程中，要根據地質條件，盡量采用錨桿支護，減輕工人的勞動強度。傳統的錨桿支護，施工工序多，安裝麻煩，而采用機錨網索支護，不僅減少了施工工序，大大縮短了施工時間，而且錨索的承載力大于錨桿的承載力，保證巷道建設安全可靠性。目前，新型高強度、高預緊力的錨桿已經面向市場，如國內已有的楔縫、漲殼、鋼絲繩或鋼筋砂漿錨桿、爆擴錨桿、倒楔錨桿、內漲錨桿、木錨桿、竹錨桿、管縫錨桿、樹脂錨桿、水泥錨桿、預應力注漿大錨索等。采用高強度的錨桿也是提高半煤巖巷掘進速度的一項有效措施。我礦采用錨、網、索、鋼筋圈梁聯合支護,強度高、施工工序少，符合高效綜掘的要求，因該巷道服務年限較長，故在支護后進行噴漿，且噴漿工序緊跟支護工序，是為了防止煤體風化脫落。

4.4 增加材料運輸渠道，改善運輸方式

為了保證材料能夠及時的供應施工現場，可以增加運料及鋪設軌道，還可以采用底膠帶輔助運輸等形式，這樣大大縮短材料的運輸時間，不影響整個施工進度。我礦采用無極繩絞車運輸，具有布置靈活、安全、快速、經濟的優勢。無極繩運輸，省略了中間摘掛鉤的時間，避免因跑車、脫鉤、斷繩而引發的安全事故，降低了事故發生率，提高了運輸效率，為綜采大型設備的安全、高效的安裝奠定基礎。

小結

賀西煤礦二采區4#軌道巷自實行綜掘技術以來，成型特別好，煤巷的支護方式由錨噴技術代替了砌宣支護，加快了施工進度，支護強度達到生產要求，實現了高產、高效、安全的半煤巖巷綜掘建設，取得了很好的經濟效益和社會效益，且多次受到上級部門的好評。然而在實際施工過程中還有很多問題需要我們去研究和解決，這就要求我們不斷的在實踐中積累知識和經驗，以便進一步提高煤巷的掘進速度。

[1]趙建華，陳亞東，徐洪澤，周磊.濱湖煤礦復雜地質條件下煤巷綜掘錨網支護掘進技術[J].科技創新導報,2010(21):85.

[2]周廣南.煤巷綜掘技術快速掘進淺析[J].中小企業管理與科技,2009(25):221.

[3]馬四子.提高綜掘錨桿支護巷道快速掘進速度的探討[J].2009(1):21-24.

[4]王金豹.綜掘工作面安全高效快速掘進技術探析[J].中州煤炭,2010(4):23-24.

[5]索永錄，趙峰，劉洋.王家山礦錨網支護煤巷掘進速度影響因素分析[J].煤炭科學技術,2008.

[6]張新華.淺談如何提高煤巷綜掘掘進速度[J].中小企業管理與科技,2009(21):224.

[7]安永忠.對提高煤巷綜掘單進水平的研究[J].魅力中國,2011(5):325.

[8]柴敬，張征，高習海，張杰.石嘴山二礦煤巷綜掘技術[J].煤炭科學技術,2007,35(4):41-43.

[9]張長江.煤巷綜掘技術快速掘進研究[J].科技資訊,2008(35):83.