大斷面巷道快速掘進(jìn)技術(shù)分析

史永明

摘要：本文分析了礦井巷道進(jìn)行掘進(jìn)工作時(shí)其速度的影響因素和提高巷道掘進(jìn)速度的措施，某種程度上提高了礦井開(kāi)采工作的生產(chǎn)效率，礦井企業(yè)的綜合效益有了明顯的大幅度提升。

關(guān)鍵詞：斷面;巷道;快速掘進(jìn)

0 引言

近年來(lái)，信息化技術(shù)不斷發(fā)展，綜采工作中機(jī)器設(shè)備的機(jī)械科學(xué)化不斷加快，影響礦井煤炭資源生產(chǎn)效率的因素主要來(lái)源于礦井采掘業(yè)的不平衡開(kāi)采。某礦井的回采作業(yè)面是高應(yīng)力且較軟弱的煤層，不僅煤體中而且巷道中有大量的高瓦斯、淋水大、過(guò)陷落柱和高應(yīng)力等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了巷道掘進(jìn)的速度，同時(shí)降低了巷道綜采的生產(chǎn)效率。因此，采用相關(guān)舉措改進(jìn)巷道掘進(jìn)速度，平衡礦井中開(kāi)采和掘進(jìn)工作速率。

1 某礦井概況

某煤礦企業(yè)的綜采工作面主要開(kāi)采煤層是5號(hào)煤層，該煤層平均厚度為6.2m，開(kāi)采深度為大于640m，屬于高應(yīng)力且較軟弱的煤層。該礦井作業(yè)面巷道使用的掘進(jìn)方式是沿底留頂，巷道上部是砂質(zhì)泥巖的直接頂、中粒砂巖的基本頂、粉砂巖的直接底。礦井巷道斷面長(zhǎng)度為3300mm，寬度為6000mm，巷道斷面的面積為19.8m2。

該礦井綜采作業(yè)面兩邊的巷道都使用綜合機(jī)械化設(shè)備儀器進(jìn)行施工，使用的支護(hù)方法是高強(qiáng)度的螺紋鋼錨索和錨桿，礦井作業(yè)過(guò)程中，巷道中物料運(yùn)輸和割煤工作同時(shí)實(shí)施。掘進(jìn)巷道中的程序?yàn)橄冗M(jìn)行割煤前的準(zhǔn)備工作，然后進(jìn)行物料運(yùn)輸和割煤工作，再進(jìn)行相應(yīng)的安全檢測(cè)，對(duì)一些不安全的圍巖進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)操作并布設(shè)錨桿等。

2 實(shí)現(xiàn)巷道快速掘進(jìn)作業(yè)的影響因素分析

某礦井區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜，礦井瓦斯?jié)舛雀咭恢庇绊懼V井巷道掘進(jìn)的速度，在礦井瓦斯調(diào)控到合理值之下時(shí)，結(jié)合對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的探察測(cè)量并分析，可知巷道掘進(jìn)速度受影響的因素有：

①在礦井巷道進(jìn)行支護(hù)措施和采煤掘進(jìn)技術(shù)步調(diào)不協(xié)調(diào)一致，致使機(jī)械設(shè)備和工人在井下作業(yè)工時(shí)較多，不能全面發(fā)揮綜合機(jī)械化掘進(jìn)的所有優(yōu)點(diǎn);②在使用錨桿支護(hù)作業(yè)之前，準(zhǔn)備工作和臨時(shí)支護(hù)工作花費(fèi)了大量時(shí)間，而不同組交接工作時(shí)間短，致使有些工作交接時(shí)不到位;③在礦井巷道掘進(jìn)施工中錨桿支護(hù)是用時(shí)最長(zhǎng)的工序，其支護(hù)過(guò)程需要花費(fèi)工人較長(zhǎng)的時(shí)間。錨桿支護(hù)過(guò)程中影響其工作時(shí)長(zhǎng)的因素主要有：

①在礦井中使用機(jī)械儀器設(shè)備進(jìn)行巷道掘進(jìn)工作時(shí)，巷道成型效果與預(yù)期設(shè)計(jì)的不符，在布置鉆孔位置時(shí)使用鉆機(jī)鉆孔時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)生鉆子跑偏的現(xiàn)象;②在巷道中進(jìn)行布設(shè)巷幫錨桿和頂板錨桿時(shí)，這兩項(xiàng)工序不能同時(shí)作業(yè)，而且兩種工序作業(yè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生相互影響，這樣使得布設(shè)錨桿的過(guò)程中消耗的時(shí)間過(guò)長(zhǎng);③每個(gè)工人對(duì)巷道掘進(jìn)作業(yè)的熟練程度不同，處理突發(fā)事變的應(yīng)變能力不同，因此在巷道工作人員布設(shè)錨桿時(shí)所用時(shí)間不同;④巷道兩幫的巷幫鉆桿長(zhǎng)度超過(guò)實(shí)際長(zhǎng)度，在兩邊巷幫同時(shí)進(jìn)行鉆孔打眼操作會(huì)產(chǎn)生相互影響和重復(fù)安裝錨桿的現(xiàn)象，如果錨桿固定失敗，則需要進(jìn)行補(bǔ)打眼工序，這樣重復(fù)工作勢(shì)必增加了工作時(shí)間。

3 巷道快速掘進(jìn)方法分析

3.1 改進(jìn)原有臨時(shí)支護(hù)方法

礦井巷道掘進(jìn)快慢的影響因素之一是巷道掘進(jìn)面的迎頭臨時(shí)支護(hù)系統(tǒng)，將原來(lái)的臨時(shí)支護(hù)改進(jìn)為機(jī)載的臨時(shí)支護(hù)系統(tǒng)，系統(tǒng)的適用性增強(qiáng)了，巷道掘進(jìn)速度提高了。經(jīng)過(guò)比較分析，機(jī)載臨時(shí)支護(hù)使用型號(hào)ZLJ-10/21 的設(shè)備掘進(jìn)效果更好，為了使該設(shè)備發(fā)揮更好的效果，將四個(gè)支撐盤(pán)保障能把巷道的頂板和底板很好的緊密絞接。如果巷道底板發(fā)生破碎的現(xiàn)象，應(yīng)把優(yōu)質(zhì)鋼板支撐在前支撐系統(tǒng)的支撐盤(pán)上，這樣可以進(jìn)行臨時(shí)性的支護(hù)。在巷道掘進(jìn)作業(yè)中控頂距應(yīng)在220mm到2000mm之間，應(yīng)用機(jī)載臨時(shí)支護(hù)系統(tǒng)明顯地縮短了支護(hù)時(shí)間，與原方法相比，支護(hù)時(shí)間節(jié)省了約10分鐘。

3.2 人機(jī)操作支護(hù)方法

在礦井巷道掘進(jìn)作業(yè)中使用人機(jī)交互式操作方法，在原來(lái)的施工方法上進(jìn)行合理的合并優(yōu)化操作，在掘進(jìn)機(jī)操作時(shí)要預(yù)先設(shè)置下一段時(shí)間的生產(chǎn)工作，這樣能夠縮短掘進(jìn)作業(yè)間隔的時(shí)間段，但不會(huì)改變?cè)仍O(shè)定的工作程序，保證巷道正常掘進(jìn)作業(yè)的順利進(jìn)行。使用人機(jī)交互式操作方法，巷道綜采作業(yè)面的生產(chǎn)時(shí)間縮短了將近30分鐘，掘進(jìn)作業(yè)的工作效率明顯提高了將近五分之一。

3.3 改進(jìn)永久支護(hù)方法

在巷道掘進(jìn)作業(yè)中，錨桿支護(hù)工作時(shí)整個(gè)流程中消耗時(shí)間最長(zhǎng)的工藝，直接影響巷道掘進(jìn)的速度。根據(jù)錨桿支護(hù)工藝數(shù)據(jù)分析，比較不同布設(shè)片間的應(yīng)力特征，確定了巷道布置錨桿間距為850mm*850mm，這樣布設(shè)錨桿能夠確保巷道頂板的穩(wěn)定性，而且大量地縮減了錨桿的使用數(shù)量，減少了礦井巷道掘進(jìn)支護(hù)的成本，較少了布設(shè)錨桿的消耗時(shí)間，提高了巷道掘進(jìn)作業(yè)的速度。此外，改進(jìn)巷道支護(hù)的相關(guān)參數(shù)，設(shè)定巷道錨桿支護(hù)過(guò)程，對(duì)工作人員進(jìn)行作業(yè)的熟練程度進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的技能培訓(xùn)，提高了巷道掘進(jìn)速度，保證巷道作業(yè)效率。再者，對(duì)施工過(guò)程中的有些工序進(jìn)行合并，增加同時(shí)間段的作業(yè)工藝，恰當(dāng)配置工藝，減少支護(hù)時(shí)間，縮短了掘進(jìn)工藝時(shí)間。

3.4 將工藝實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化處理

掘進(jìn)的各道工藝都要有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化處理流程，并對(duì)掘進(jìn)耗時(shí)進(jìn)行科學(xué)分析，在制定標(biāo)準(zhǔn)化流程時(shí)要綜合考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的情況、工作人員的心理和生理因素等情況，綜合分析并制定標(biāo)準(zhǔn)耗時(shí)計(jì)算公式。

4 結(jié)束語(yǔ)

煤礦礦井巷道掘進(jìn)的速度在礦井開(kāi)采生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，掘進(jìn)速度提高了，工藝生產(chǎn)耗時(shí)縮減了，礦企生產(chǎn)成本減少了，整個(gè)煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益提高了。