巷道掘進(jìn)快速施工技術(shù)研究

摘 要：本文以某礦井工作面作為研究對(duì)象，結(jié)合該工作面生產(chǎn)現(xiàn)狀分析其掘進(jìn)速度的影響因素，基于礦井已有的地質(zhì)條件及支護(hù)參數(shù)對(duì)其現(xiàn)有的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，包含對(duì)原有設(shè)備的創(chuàng)新、機(jī)械設(shè)備性能的優(yōu)化及生產(chǎn)工藝的優(yōu)化等，以期為同種地質(zhì)環(huán)境的巷道快速掘進(jìn)提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：煤礦;巷道;快速掘進(jìn);技術(shù)探究

0 引言

近年來(lái)，綜合放頂煤開(kāi)采已經(jīng)成為我國(guó)煤礦生產(chǎn)的主要方式之一，也是未來(lái)的重要發(fā)展方向之一。在巷道的支護(hù)過(guò)程中，錨桿支護(hù)最為常見(jiàn)且效果較為顯著，能夠有效提升巷道圍巖的穩(wěn)定性，同時(shí)成本較低、巷道的斷面容易進(jìn)行維護(hù)，有效提升了整個(gè)礦井的安全生產(chǎn)效率。然而，隨著現(xiàn)階段礦井生產(chǎn)力水平的不斷提升，采用上述的方式完成巷道的掘進(jìn)以及支護(hù)時(shí)會(huì)產(chǎn)生諸多不良現(xiàn)象并對(duì)整個(gè)礦井安全生產(chǎn)造成影響。因此，如何采用有效的錨桿支護(hù)技術(shù)推進(jìn)巷道的掘進(jìn)速度對(duì)于實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)來(lái)說(shuō)具有極其重要的意義。其中，工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)此提高重視程度，結(jié)合礦井的實(shí)際生產(chǎn)情況以及技術(shù)的不足，積極分析探討更加有效的掘進(jìn)方案，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)礦井的快速掘進(jìn)。

1 工程概況

某礦井沿2號(hào)煤層底板掘進(jìn)，埋深為250m，這個(gè)礦井地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，屬于條帶狀結(jié)構(gòu)。目標(biāo)礦井煤厚平均為5.5m，傾角變化較大，變化范圍3～20°，平均為5°。整體結(jié)構(gòu)屬于簡(jiǎn)單煤層。目標(biāo)工作面頂板巖性為粉砂巖，整體結(jié)構(gòu)較不穩(wěn)定且易發(fā)生垮落，平均厚度3.5m。老頂巖性為中砂巖，結(jié)構(gòu)為水平層理，平均厚度為15m。巷道直接底為黏土礦物且遇水后容易發(fā)生膨脹，平均厚度為2.3m。老底巖性為細(xì)砂巖，呈波浪狀結(jié)構(gòu)，平均厚度為12m。

現(xiàn)階段的巷道形狀為矩形巷道，寬4.5m，高3m，目前所使用的巷道支護(hù)類(lèi)型為錨桿支護(hù)，分別在巷道的兩幫布置3根，頂板布置6根。其中，每根錨桿需要配合使用兩根樹(shù)脂藥卷完成其錨固作業(yè)，同時(shí)錨固完成后在其表面鋪設(shè)一層鋼筋網(wǎng)。在完成上述錨固任務(wù)后，為進(jìn)一步鞏固錨固效果，需要按照3.2m間距配合使用錨索完成支護(hù)任務(wù)，其中，錨索長(zhǎng)度為5.5m。

2 快速掘進(jìn)技術(shù)

2.1 管理模式創(chuàng)新

為實(shí)現(xiàn)礦井安全生產(chǎn)，目標(biāo)礦井使用更加智能的管理系統(tǒng)，從而為日常生產(chǎn)活動(dòng)提供保障，該項(xiàng)技術(shù)在目標(biāo)礦井使用之后取得了較為良好的效果，有效加快了整體的巷道掘進(jìn)速度。日常施工過(guò)程中，鉆爆包含錨噴、掘進(jìn)兩部分，將這兩部分分別進(jìn)行加速處理，便可以實(shí)現(xiàn)整體施工速率的提升[1]。基于此，目標(biāo)礦井通過(guò)三班掘進(jìn)以及邊掘邊噴的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)整體生產(chǎn)效率的提升，同時(shí)，班組在操作過(guò)程中需要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，以保證實(shí)現(xiàn)預(yù)定的生產(chǎn)目標(biāo)。在班組的管理過(guò)程中應(yīng)當(dāng)保證整體工作人員具有良好的安全意識(shí)，同時(shí)在工資分配方面實(shí)現(xiàn)實(shí)行“433”工資標(biāo)準(zhǔn)并進(jìn)行工資當(dāng)日結(jié)算，從而以監(jiān)督的方式保證工人在本質(zhì)上能夠?qū)崿F(xiàn)安全意識(shí)的提升。

2.2 發(fā)揮設(shè)備管理優(yōu)勢(shì)

掘進(jìn)設(shè)備的工作效率對(duì)于礦井整體生產(chǎn)效率的提升具有直接性影響，只有設(shè)備保持穩(wěn)定運(yùn)行才能夠?qū)崿F(xiàn)后續(xù)的生產(chǎn)步驟。目標(biāo)礦井現(xiàn)階段所使用的掘進(jìn)機(jī)型號(hào)為MLH-S200M，該設(shè)備是目前較為先進(jìn)的掘進(jìn)機(jī)類(lèi)型，切割能力較強(qiáng)，同時(shí)在較為惡劣的環(huán)境下也能夠高效運(yùn)行。基于此，目標(biāo)礦井需要確保工作人員對(duì)于設(shè)備操作熟悉，做好日常的檢查。同時(shí)，當(dāng)頂板條件較差時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)使用對(duì)應(yīng)的支撐設(shè)備以保護(hù)掘進(jìn)機(jī)，定期清理設(shè)備周邊雜物，保證設(shè)備安全運(yùn)轉(zhuǎn)，最終實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)效率的提高。

2.3 選擇錨桿鉆機(jī)

在進(jìn)行巷道鉆眼時(shí)，錨桿鉆機(jī)的優(yōu)化對(duì)其生產(chǎn)效率具有極其重要的意義。因此，需要重視鉆機(jī)型號(hào)的選擇，目標(biāo)礦井過(guò)去所使用的打孔設(shè)備主要為電煤鉆，該設(shè)備的使用程序較為復(fù)雜且屬于干式打眼，操作過(guò)程中存在諸多的缺陷。因此，為改善巷道掘進(jìn)環(huán)境，目標(biāo)礦井改為使用全新的風(fēng)動(dòng)煤鉆，該設(shè)備功效較強(qiáng)且屬于濕式鉆眼，打眼速度加快，從而使整體掘進(jìn)效率得到明顯提升。

2.4 支護(hù)參數(shù)及工藝優(yōu)化

關(guān)于錨桿支護(hù)參數(shù)的優(yōu)化是加快巷道掘進(jìn)速度的有效方式之一，目標(biāo)礦井對(duì)原有的支護(hù)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，其中，將頂板錨桿間距由原來(lái)的800mm調(diào)整為900mm，靠近煤幫一側(cè)的錨桿布置數(shù)量由三根減少為兩根，對(duì)于錨索優(yōu)化主要講將線錨索更改為點(diǎn)錨索，長(zhǎng)度由3m縮短至0.4m，通過(guò)對(duì)上述參數(shù)的調(diào)整，能夠有效實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)效率的提高。

對(duì)于支護(hù)工藝的優(yōu)化主要從以下幾個(gè)方面著手，首先，原有的幫錨桿應(yīng)緊跟迎頭，但是實(shí)際過(guò)程中二者的距離較近導(dǎo)致后續(xù)的循環(huán)操作存在較大難題。因此，目標(biāo)礦井以巷道兩幫的實(shí)際情況作為依據(jù)，在巷道打設(shè)幫錨桿時(shí)將頂板一側(cè)錨桿進(jìn)行滯后，經(jīng)過(guò)測(cè)試之后再進(jìn)行后續(xù)操作，從而保證施工工藝合理。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，頂板煤層在改善支護(hù)方案后明顯更加穩(wěn)定，同時(shí)與之前的設(shè)備連接情況良好，工序安排緊湊，能夠在保證工程質(zhì)量的前提下有效加快巷道掘進(jìn)速度。

通過(guò)沿用上述參數(shù)完成相關(guān)優(yōu)化后，巷道實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的日進(jìn)尺量可達(dá)50m，平均每班的進(jìn)尺量可達(dá)20m，工人整體工作效率得到明顯提升，僅在優(yōu)化完成后的首月便完成1000m的進(jìn)尺量，高于優(yōu)化前約450m。同時(shí)，整體的工期也明顯縮短，相比優(yōu)化前大約縮短20天，生產(chǎn)效率明顯提升。

3 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合目標(biāo)礦井實(shí)際生產(chǎn)情況可知：

通過(guò)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中改善原有的生產(chǎn)模式，能夠在一定程度上調(diào)動(dòng)工人的生產(chǎn)積極性，進(jìn)而從人員操作方面提升巷道掘進(jìn)效率。

通過(guò)對(duì)目標(biāo)礦井現(xiàn)有的錨桿鉆機(jī)進(jìn)行優(yōu)化，使得設(shè)備的環(huán)境中的適應(yīng)性更強(qiáng)且后續(xù)的工作銜接更加緊密，整體打眼及生產(chǎn)速度明顯加快。

通過(guò)對(duì)錨桿支護(hù)參數(shù)及施工工藝進(jìn)行優(yōu)化，在一定程度上明顯縮短了巷道掘進(jìn)所需的時(shí)間，整體施工周期也明顯減少。同時(shí)，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證后發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后的相關(guān)措施確實(shí)可取得理想效果，為同種地質(zhì)條件礦井的掘進(jìn)優(yōu)化提供了參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]林紹華，蔡毅，藍(lán)秋發(fā).大直徑鉆孔成巷快速施工立風(fēng)井[J].江西煤炭科技，2017（2）：142-143+78.

作者簡(jiǎn)介：

雷振亮（1990- ），男，助理工程師，研究方向采礦技術(shù)。