礦井巷道大斷面快速掘進(jìn)的方法探討

馮 超，馮 維，魏奧林

（陜西能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽(yáng) 712000）

1 巷道掘進(jìn)技術(shù)概述

巷道掘進(jìn)技術(shù)是能源開(kāi)采過(guò)程中的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)之一，礦井在巷道掘進(jìn)中，回采巷道占的數(shù)量更大。巷道掘進(jìn)主要有三種不同的方式。其一綜合機(jī)械化掘進(jìn)方法采用懸臂式掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)，也被稱為礦層綜掘，該巷道施工方法在我國(guó)的許多地區(qū)，使用的非常廣泛。二是連續(xù)采礦機(jī)和錨桿鉆機(jī)配套掘進(jìn)，在我國(guó)的內(nèi)蒙古地區(qū)一直使用這種方式，掘進(jìn)機(jī)施工，在工作中使用連續(xù)采礦機(jī)，需要道路和交叉轉(zhuǎn)換施工開(kāi)挖。再有就是基坑挖掘錨集成式掘進(jìn)，該施工方法僅在少數(shù)地區(qū)進(jìn)行的，還在測(cè)試階段。

2 礦井巷道掘進(jìn)技術(shù)的影響因素分析

礦井巷道地質(zhì)條件是影響掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用的主要因素。礦井巷道掘進(jìn)地質(zhì)條件主要包括：礦物的硬度，突水和瓦斯涌出，頂?shù)装鍡l件的穩(wěn)定性。良好的地質(zhì)條件是礦山巷道掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用平臺(tái)的要求，苛刻和復(fù)雜的地質(zhì)條件，在不同程度上影響礦山掘進(jìn)進(jìn)度。掘進(jìn)機(jī)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新類型的隧道掘進(jìn)機(jī)已廣泛使用，使工作效率和質(zhì)量穩(wěn)步提高。從我國(guó)目前的水平隧道掘進(jìn)設(shè)備來(lái)看，雖然設(shè)備類型比較齊全，但性能差、自動(dòng)化程度不高的問(wèn)題較普遍。在巷道掘進(jìn)施工設(shè)備水平的影響下，我國(guó)巷道掘進(jìn)施工技術(shù)比較落后。雖然，半段礦井與錨噴錨梁網(wǎng)支護(hù)工具較先進(jìn)，有效地簡(jiǎn)化了操作過(guò)程，但在礦井巷道掘進(jìn)中，嚴(yán)重阻礙了掘進(jìn)的速度。

現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)礦山開(kāi)采企業(yè)生產(chǎn)中，企業(yè)管理者對(duì)施工組織管理不完善，部分企業(yè)在巷道開(kāi)挖時(shí)過(guò)度追求速度，而忽略了質(zhì)量監(jiān)督工作，礦井巷道掘工作相關(guān)的組織管理計(jì)劃難以落實(shí)到實(shí)踐中，不僅影響巷道掘進(jìn)的技術(shù)和應(yīng)用效果，還存在更多的安全隱患。

3 朱家河礦13503切眼概述

朱家河礦的13503段的礦井巷道切眼地質(zhì)特征如下；此區(qū)域礦層分布一般控制在5-2，這一層的礦物質(zhì)賦存狀態(tài)較好，且礦層厚度較平穩(wěn)，礦層呈現(xiàn)出西低東高，每一個(gè)巷道傾角經(jīng)探測(cè)發(fā)現(xiàn)角度平緩，大多數(shù)傾角在10°以內(nèi)，平均礦層傾角5°；礦層厚度不超過(guò)1.5m，存在部分矸石層為3層，相對(duì)穩(wěn)定，礦層中夾雜的矸石存在間斷性，朱家河礦區(qū)經(jīng)探測(cè)未發(fā)現(xiàn)有較大地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)存在。

3.1 巷道規(guī)格及支護(hù)方式

朱家河礦13503大切眼斷面大體為矩形，邊角為圓形。礦井巷道掘進(jìn)斷面：高度不超過(guò)2.5m，寬度不超過(guò)6m；竟高度2.4m，竟寬度5.9m，井巷的掘進(jìn)竟斷面S凈=15.16㎡，預(yù)測(cè)量掘進(jìn)斷面S掘=16.20㎡。臨時(shí)支護(hù)：使用T型金屬帶與單體支柱一起使用稱之為臨時(shí)支護(hù)。永久支護(hù)：朱家河礦的13503大切眼斷面井巷采掘使用T型金屬帶、錨索、防護(hù)網(wǎng)，支護(hù)設(shè)備的排距為：700mm，巷道錨索分布方式為3—2—3—2，設(shè)置長(zhǎng)度為5m。

3.2 施工方法

朱家河礦的巷道使用MZ—1.2型采礦用電鉆進(jìn)行大眼，經(jīng)爆破進(jìn)行采掘。因?yàn)樵撓锏赖臄嗝嫱怀觯谶M(jìn)行采掘過(guò)程中，需要先進(jìn)行導(dǎo)硐，進(jìn)而對(duì)礦井巷道頂部牢固支護(hù)；擴(kuò)展至巷道斷面，擴(kuò)幫的距離為3m～4m。

圖1 作業(yè)循環(huán)圖

每班1個(gè)整循環(huán)（一導(dǎo)一擴(kuò)），日循環(huán)3個(gè)，日進(jìn)尺2.4m，月進(jìn)尺很難超過(guò)70m。

4 實(shí)現(xiàn)平行作業(yè)，加強(qiáng)勞動(dòng)組織，提高單進(jìn)水平

綜上所述，礦井開(kāi)采巷道支護(hù)對(duì)掘進(jìn)工作的次數(shù)、進(jìn)尺、時(shí)間產(chǎn)生一定影響作用，所以，朱家河礦若想要實(shí)現(xiàn)平行作業(yè)，最大限度減少支護(hù)時(shí)間，會(huì)影響到單進(jìn)水平，因此想要提升單進(jìn)水平，給出的合理建議如下。

（1）加強(qiáng)施工設(shè)備管理。采用2臺(tái)礦用電鉆與3臺(tái)錨桿鉆機(jī)進(jìn)行配合施工，一定確保有2臺(tái)機(jī)器是好用的，同時(shí)保證這2臺(tái)機(jī)器可以進(jìn)行擴(kuò)幫拱腳、導(dǎo)硐頂板一起進(jìn)行巷道施工。

（2）加強(qiáng)風(fēng)、水、電管理。朱家河礦的井巷施工及掘進(jìn)要注意三方面的管理即電、風(fēng)、水：①電力系統(tǒng)：礦井掘進(jìn)工作面使用礦山開(kāi)采專用移動(dòng)供電設(shè)備，能夠確保持續(xù)供電；②壓風(fēng)系統(tǒng)：此系統(tǒng)可以確保2臺(tái)風(fēng)動(dòng)錨桿鉆機(jī)一起掘進(jìn)作業(yè)；③供水系統(tǒng)：供水管路可以有效進(jìn)行防塵處理，并且該供水系統(tǒng)是專用管路。

（3）分組并進(jìn)平行作業(yè)。朱家河礦所使用的采掘支護(hù)手段對(duì)于礦井開(kāi)采進(jìn)尺、開(kāi)采時(shí)間有一定影響，所以，將平行作業(yè)發(fā)揮出最大作用，盡可能減少支護(hù)時(shí)間，直接影響單進(jìn)情況，所以，將該礦的工作人員進(jìn)行分組，共分為三組，同時(shí)進(jìn)行平行作業(yè)，為了提高巷道采掘的工作效率：①擴(kuò)幫拱角與導(dǎo)硐頂板進(jìn)行組合使用進(jìn)行支護(hù)施工（包括2臺(tái)礦用電鉆機(jī)、2臺(tái)風(fēng)動(dòng)錨桿機(jī)）；②礦用電鉆打眼與備料設(shè)備、延伸溜子和風(fēng)水管路配合使用，有助于采掘作業(yè)順利進(jìn)行；③使用2臺(tái)風(fēng)動(dòng)錨桿機(jī)與擴(kuò)幫拱角、拉出迎頭實(shí)現(xiàn)平行作業(yè)。

改變后的作業(yè)流程圖如下。

圖2 分組平行作業(yè)流程圖

對(duì)于上述礦井施工工藝與勞動(dòng)組織的變更，可使用兩擴(kuò)量導(dǎo)的方式，每天進(jìn)行12次循環(huán)，將進(jìn)尺數(shù)量保持在每日4m左右，對(duì)于大斷面切眼進(jìn)行采掘，月進(jìn)尺數(shù)達(dá)到100m以上。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)井巷掘進(jìn)施工水平還急需要提高。在礦產(chǎn)資源開(kāi)采過(guò)程中，巷道的掘進(jìn)是主要的環(huán)節(jié)，為了保證能源的順利開(kāi)采，一定要不斷提高巷道的掘進(jìn)技術(shù)。通過(guò)加強(qiáng)掘進(jìn)工藝細(xì)化管理、改革勞動(dòng)組織方式、提高掘進(jìn)設(shè)備配備等措施，實(shí)現(xiàn)大斷面的快速掘進(jìn)，提高單進(jìn)。