煤礦巷道快速掘進影響因素分析與對策研究

聶利濤

摘 要：隨著煤礦機械設備的更新換代，工作面的推進速度得到了很大的提升，實現了高產高效，但巷道掘進速度較慢，在生產過程中存在采掘接替緊張的問題。基于煤礦開采技術在煤礦作業中的重要性，隨著煤礦開采技術的發展，工作面的開采速度越來越快，對掘進速度的要求也越來越高。

關鍵詞：煤炭開采;隧道;隧道設備;掘進速度

引言

巷道快速掘進屬于綜合施工工藝，在掘進過程中，掘進速度與掘進設備有著直接關系，同時也與各個生產工序聯系非常緊密。近些年來，隨著我國綜合機械化開采水平的不斷提升，很多煤礦反而出現了采掘失衡的問題，特別是當前煤礦在深部開采過程中，各種類型的負面因素帶來的影響更大，對巷道快速掘進帶來的負面影響更為突出。因此，對煤礦巷道快速掘進影響因素與對策進行分析有著較為重要的意義。

1 影響煤礦快速采掘的主要因素

為了有針對性地提高煤礦巷道的掘進速度，需要對影響巷道掘進速度的因素進行分析。根據大量的現場實踐總結，影響巷道掘進速度的因素主要有掘進工藝、巷道斷面形式、支護方式、地質條件及施工組織水平。下面將分別從這幾方面進行分析。

1.1 地質條件

煤礦的掘進是在地層中進行的，這使掘進速度受到地質構造的影響。對于一些簡單的地質結構，例如具有良好巖層完整性的區域，由于具有簡單地質結構的區域具有法向應力并且對驅動空間的影響很小，因此，驅動速度可以非常快。對于某些復雜的地質構造，例如在斷層附近進行挖掘時，應降低挖掘速度，以確保挖掘的安全性。這是因為在復雜的地質構造區域中，地應力異常，必須采取安全措施繼續挖掘。另外，煤體的強度， 地層中的水量，煤層中的瓦斯含量等也會對驅動產生影響。當增加開采深度時，煤層中的瓦斯含量也將增加，并且在開車時瓦斯排放量也將增加。此時，有必要注意瓦斯突出的問題。如果在駕駛過程中涌水量異常，將使駕駛面變得渾濁，嚴重影響環形巷道的行駛速度。'因此，在進行隧道施工時，有必要充分了解地質條件，對一些地質構造復雜的地區采取一定的對策，以保證隧道的安全[1]。

1.2 掘進工藝

在巷道掘進過程中，所選的掘進工藝對掘進速度有直接影響。現在通常采用的巷道掘進工藝主要有鉆爆法和綜掘法。鉆爆法對于巖層比較堅硬條件下的巷道具有較好的作用，但在打眼裝藥時需要消耗大量的時間。綜掘法實現了破巖的機械化，可在很大程度上提高掘進速度。此外，很多綜掘設備帶有支護設備，實現了掘進和支護的一體化，極大地提高了在很多情況下，鉆爆法和綜掘法多用于巖巷的掘進，而對于煤巷的掘進，現在多采用連續采煤機進行掘進，效率非常高，最高速度可以月進尺3 000 m。有的煤巷掘進時采用掏槽法。

1.3 支護參數的選擇

在巷道的掘進過程中，支護工序要占總時間的50%～60%，支護速度的快慢是影響掘進速度的重要因素。合理的支護參數不僅有利于支護工序的有效進行，而且可以提高巷道的支護質量;加強臨時支護，可以保障支護順利進行及人員的安全，從而提高掘進速度。

1.4 施工人員綜合素質的影響

井下施工人員綜合素質是巷道掘進的前提保障，綜合素質的高低決定了施工效率，綜合素質的體現不僅僅體現在對掘進設備的操作，更體現對工作的責任心。責任心強的職工能重新發揮主觀能動性，對工作精益求精，在工作中能夠互相配合，提高施工工序的效率，保障工作的順利進行;否則會影響巷道的掘進速度[2]。

1.5 管理水平的影響

管理者水平的高低，是巷道掘進的重要方面。如果管理者的水平較高，能夠調動廣大職工的積極性，且能夠合理安排各施工工序的銜接，避免作業循環時間，窩工現象的產生，從而提高巷道掘進速度;管理者水平較低，職工思想抵觸，各工序不能交叉平行作業，呈依次作業，將會造成作業循環時間變長，掘進速度變慢。

2 提升煤礦巷道快速掘進效果的相關措施

2.1 加大對巷道快速掘進施工人員的培訓

針對當前施工技術人員整體素質相對不高對快速掘進質效帶來影響的問題，持續加大對具體施工人員的培訓工作力度非常關鍵。在具體實施中，應當采取理論培訓與實踐培訓相互結合的方式，在理論培訓過程中， 注重提升理論培訓的實效性，充分考慮掘進施工人員的年齡結構、學歷結構等方面的因素，多選擇使用施工人員喜聞樂見的方式開展培訓。同時， 在理論培訓的過程中，可采用專家講學、座談會、交流會等方式開展，更好提升理論培訓質效。在理論培訓后，應當形成理論培訓與實踐培訓相結合的實踐培訓，實踐培訓過程中，注重讓施工技術人員通過實際操作的方式，更好掌握各項新技術、新工藝，提升實際操作水平[3]。

2.2 選擇合理的掘進方式及設備

依據現場地質環境，下組煤皮帶巷在掘進過程中，巷道的開口采用炮掘方式，9號煤頂板采用綜掘施工方式。皮帶巷掘進工作面采用EBZ-200H 型綜掘機，并配備與之相適應運輸設備，綜掘機鏟板裝煤至機載轉載機， 然后連接膠帶輸送機，經多部膠帶輸送機后，煤矸石運至地面。在施工過程中綜掘機采用橫向往復式截割，進刀深度不超過0.6 m，截割頭跨度以0.5 m為宜，兩幫預留量為0.2 m，循環進度為3 m，6刀為1個循環，巷道底部留1m厚的煤（巖），以便施工頂錨桿。

2.3 提高管理水平

在巷道掘進施工之前，必須對職工進行技術和安全培訓。管理者掌握先進的班組管理理念，提高職工的文化素質和職業技術水平，采用合理的工資分配制度，充分調動每一位職工的生產積極性。使職工熟悉掌握掘進工程中自己的職責，并能夠按照操作規程進行操作，熟悉掘進工程中每一道工序及要求，以便能夠相互配合，順利施工。

2.4 提高煤巷的掘進比例

為了盡可能提高巷道掘進速度，要盡量沿煤層走向掘進巷道，并要多掘煤巷。巖巷的掘進難度大，效率低。除了大巷以外，其他巷道多屬于煤巷。煤巷掘進效率高，并且可以盡早地出煤。更為關鍵的是，煤巷的支護比較簡單，便于施工，采用簡單的臨時支護方式即可。

2.5 合理使用噴砂技術

雖然在施工過程中使用了綜合性的掘進機，但在一定程度上保證了掘進速度，但某些巖層掘進機可能會嚴重磨損，工作效率降低。針對這種情況，有必要使用噴砂技術。通過合理控制爆破孔的深度，數量和裝藥量， 可以有效地進行掘進。當前使用的中深孔爆破技術是隧道掘進中的常用技術。這項技術提高了巖石破碎量并優化了運行時間，值得與隧道機一起使用。煤礦企業應制定合理的程序，并為煤礦采掘的過程安排合適的人員。這不僅可以加快挖掘速度，而且可以確保工人的生命安全[4]。在實際工作中，最有效的方法是執行并行操作，在多個過程之間進行橫切，例如同時進行支撐和挖掘，同時進行巖石加載和鑿巖。

3 結束語

煤礦過度采掘是煤礦開采過程中需要解決的問題之一，而解決這一問題的關鍵是要實現快速掘進。在實際駕駛過程中，駕駛速度受地質條件， 駕駛設備和施工組織與管理的影響。如果要實現快速隧道掘進，則應從加強地質勘探，更新采礦設備，合理使用爆破技術以及使用有效的隧道支護技術開始。

參考文獻：

[1] 云小龍.涼水井煤礦半煤巖巷道掘進技術研究[D].徐州：中國礦業大學， 2019.

[2] 熊斌.煤礦斜井綜掘機快速施工技術應用研究[D].淮南：安徽理工大學， 2019.

[3] 鄭翌. 煤礦巷道掘進速度影響因素分析與對策研究[J]. 煤炭與化工， 2021，44（1）：35-37.

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