煤礦巷道掘進速度影響因素與對策探索

梁家瑋

摘? 要： 隨著采煤工藝的發(fā)展，工作面回采速度越來越快，這對煤礦巷道的掘進提出了新要求。采掘接替緊張問題已成為困擾煤礦高產(chǎn)高效的難 題。為了解決采掘接替緊張問題，需要實現(xiàn)巷道的快速掘進。通過分析影響巷道掘進速度的因素，提出了一些提高巷道掘進速度的措施，可以為煤礦巷 道的快速掘進提供一定的技術(shù)指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞： 煤礦;巷道;掘進速度

引言：隨著采礦技術(shù)的發(fā)展，工作面的推進速度越來越快，大幅度 提高了煤炭產(chǎn)量，同時也對煤礦巷道的掘進提出了更高的要求。巷道掘進 技術(shù)雖然經(jīng)過了多年的發(fā)展，但是仍不能保證巷道的掘進速度跟上回采速 度，這導(dǎo)致目前很多礦井出現(xiàn)了采掘接替緊張問題

[1]。在實際生產(chǎn)中，巷 道掘進速度不僅與采用的巷道掘進技術(shù)有關(guān)，還與施工管理等其他因素有 關(guān)。因此，需要根據(jù)巷道掘進速度的影響因素，采取合適的對策。本文分 析了煤礦巷道掘進速度的影響因素，重點討論了提高煤礦巷道掘進速度的 措施。

1 煤礦巷道掘進工程的技術(shù)特性

1.1? 采煤巷連續(xù)采煤機掘進技術(shù)

采煤巷的連續(xù)式采煤機掘進技術(shù)能夠使巷道的掘進工程和支護工作進 行平行作業(yè)，在掘進工程實施過程中將煤炭進行回收，采用開采和挖掘合 二為一的方式，節(jié)省了大量的資源、提升了掘道采礦的速度進程。這種先 進高效的掘進技術(shù)，主要以雙巷道的掘進作業(yè)為施工基礎(chǔ)，用單側(cè)翼或者 雙側(cè)翼進行短壁區(qū)域的煤礦回收作業(yè)。

1.2? 綜采機械化掘進技術(shù)

綜合性的機械化掘進技術(shù)可以劃分為半煤巖掘進技術(shù)、全巖掘進技術(shù) 和煤巷綜采掘進技術(shù)，這些技術(shù)的作業(yè)工程均以懸臂式的掘進機為基礎(chǔ)工 作設(shè)備，通過提升煤巷的掘進面所占比重從而較快綜合煤炭開采的作業(yè)開 展速度，在短時間內(nèi)實現(xiàn)高質(zhì)量和高效率的巷道挖掘和煤炭開采作業(yè)。針 對不同的煤礦自然條件采取不同的巷道掘進技術(shù)，不僅能加快巷道的挖掘 速度，還能實現(xiàn)高效的煤炭回收作業(yè)。面對煤層厚度不足的中厚度巷道， 采取半煤巖掘進技術(shù)進行挖掘開采，能夠完成總工程百分之二十以上的工 作量;在面對大斷面的巖巷時， 為了保證整個工程的效率， 采用全巖巷道挖 掘技術(shù)，使用重型的懸臂式挖掘機進行挖掘，以保證煤礦開采工程的順利 完成。

2 煤礦巷道掘進速度的影響因素

2.1? 煤礦地質(zhì)條件的因素

煤礦巷道掘進是在地層中進行的，地質(zhì)條件對巷道掘進速度有直接影 響。在地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定的區(qū)域，巷道掘進速度快，而且比較安全。而對于地 質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的區(qū)域，巷道掘進速度不僅慢，還存在很大的安全隱患。對煤 礦巷道有直接影響的是巷道的頂板條件、巖層的巖性。若巷道的頂板是完 整且堅硬的巖石，則掘進時采取簡單的支護方式就行;若巷道周邊的圍巖 比較軟，則掘進時需要加強支護的地方較多，支護速度比較慢。此外，在 掘進巷道時，還需要考慮巖層中瓦斯和水的涌出問題。若瓦斯涌出量大[2]， 則必須進行瓦斯抽采，抽采完成后方可以繼續(xù)掘進;若巖層出現(xiàn)了涌出異 常，則需要采取相應(yīng)的防治水安全措施。當水和瓦斯共存時，嚴重影響了 巷道掘進速度，需要采取大量的安全生產(chǎn)措施。

2.2? 支護形式的因素

在巷道施工過程中，所采用的支護形式對掘進速度也有影響。支護形 式越簡單，掘進速度越快。通常情況下，巷道支護可分為臨時支護和永久 支護，臨時支護多用于服務(wù)年限較短的巷道，而永久支護適用于服務(wù)年限 較長的巷道。因此，永久支護巷道的施工時間長于臨時支護巷道的施工時 間。對于大部分巷道，可采用簡單的錨桿支護形式。

2.3? 工藝技術(shù)的因素

在煤巷掘進過程中，不僅掘進的相關(guān)機械設(shè)備會對掘進進度產(chǎn)生影 響，作業(yè)應(yīng)用的掘進工藝技術(shù)也是巷道掘進進度的重要影響因素。隨著我 國工業(yè)不斷發(fā)展，對于煤炭需求量的增多，我國當前采用的巷道掘進和煤 炭開采的技術(shù)工藝未能滿足當前市場對煤炭的生產(chǎn)需求。從宏觀上來看， 當前的掘進技術(shù)給煤炭企業(yè)的發(fā)展造成了阻礙，無法為企業(yè)在市場當中提 供競爭實力;從微觀上來看， 針對位處不同地質(zhì)環(huán)境里的煤層來說， 應(yīng)當因地制宜，采取具有針對性的先進掘進技術(shù)進行煤巷挖掘，但我國當前掌握 的挖掘技術(shù)雖然種類多[3] ，但是很多技術(shù)仍然處于試驗階段，并未完全成 熟，因此加緊掘進技術(shù)的升級優(yōu)化勢在必行。

2.4? 巷道斷面尺寸的影響

巷道斷面尺寸也對巷道掘進速度有著一定的影響。經(jīng)過對大量的現(xiàn) 場數(shù)據(jù)總結(jié)發(fā)現(xiàn)，巷道斷面尺寸越大，巷道掘進速度越慢。斷面尺寸的增 加，增加了掘進作業(yè)的工作量，主要是破巖量增加。更為主要的是，所需 的支護時間也會成比例增加。隨著大型綜采設(shè)備的出現(xiàn)，例如大采高液壓 支架，需要掘進更大斷面的巷道來服務(wù)于綜采設(shè)備的運輸。這給巷道掘進 帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

2.5? 施工組織水平的因素

施工組織水平是影響巷道掘進速度的重要因素。如果管理者水平較 高，就能調(diào)動廣大職工的積極性，且能合理安排各施工工序的銜接，有效 地安排作業(yè)循環(huán)時間，避免窩工現(xiàn)象的產(chǎn)生，從而提高巷道掘進速度;如 果管理者水平較低，那么職工思想抵觸，各工序不能交叉平行作業(yè)[4] ，呈 依次作業(yè)，將會導(dǎo)致作業(yè)循環(huán)時間變長，掘進速度變慢。

2.6? 人為的因素

巷道掘進施工多是通過人工來完成的。因此，施工人員的組織方式對 施工速度也有著一定的影響。在掘進工作面施工現(xiàn)場，工人數(shù)量比較多。 若不能有效地對工人的施工作業(yè)工序進行分配，則很可能嚴重影響巷道的 掘進速度。在施工時，重點要做好掘進和支護時間的合理分配，不能出現(xiàn) 掘進和支護脫節(jié)的問題。如果管理者水平較高，則能調(diào)動廣大職工的積極 性，且能合理安排各施工工序的銜接，以防止窩工現(xiàn)象的產(chǎn)生，從而提高 巷道掘進速度;如果管理者水平較低，則職工思想抵觸，各工序不能交叉 平行作業(yè)，呈依次作業(yè)，將會造成作業(yè)循環(huán)時間變長，掘進速度變慢。

3 提高煤礦巷道掘進速度的措施

3.1? 做好地質(zhì)勘探工作

煤礦地質(zhì)條件對巷道掘進有很大的影響，因此在巷道掘進之前需要對 礦井進行地質(zhì)勘探。做好地質(zhì)勘探工作可以充分了解掘進工作面的地質(zhì)條 件，從而根據(jù)地質(zhì)條件優(yōu)化巷道的布置，減少事故的發(fā)生。在地質(zhì)勘探過 程中，需要：（ 1 ）采用物探法對掘進工作面進行地質(zhì)勘探，充分了解掘 進工作面的水文地質(zhì)構(gòu)造情況;（ 2 ）對掘進工作面進行鉆探，從而發(fā)現(xiàn) 異常區(qū)域;（ 3 ）分析整理獲取的勘探資料，劃分掘進工作面地質(zhì)構(gòu)造情 況，為巷道掘進工作提供依據(jù)[5]。

3.2? 選擇合適的巷道支護方式。

選擇合適的巷道支護方式是提高巷道掘進速度的前提。考慮到煤礦掘 進的多為回采巷道，服務(wù)年限短，應(yīng)盡可能地采用臨時支護方式，例如架 棚支護、工字鋼支護等。傳統(tǒng)的臨時支護需要消耗大量的材料，而且運輸 這些材料時需要消耗大量的時間。為此，為了提高巷道支護速度，可采用 錨桿支護來對巷道進行支護。現(xiàn)在配備的掘錨一體機（見圖1 ），可以輕 松實現(xiàn)巷道的掘進和支護一體化作業(yè)，極大地提高了巷道掘進速度。

3.3? 優(yōu)化掘進施工工藝

為了進一步提升巷道掘進速度，應(yīng)對現(xiàn)有的掘進施工工藝進行優(yōu)化。 在進行優(yōu)化時，要做好以下3點：（ 1 ）優(yōu)化工人的組織形式。在掘進工作 面，人員數(shù)量較多，需要根據(jù)每道工序的具體情況做出合理的人員分配， 而不是進行固定的人員分配。（ 2 ）要按照設(shè)計的工序進行施工。在施工 時要杜絕修改施工方案，發(fā)現(xiàn)必須要修改時，應(yīng)尋求相關(guān)主管部門的支 持。（ 3 ）簡化施工工序。考慮到掘進和支護實施過程中工序較多，而且 有些工序的銜接時間過長，應(yīng)簡化施工工序，降低施工難度，從而提高施 工速度[6]。對于煤礦巷道快速掘進工藝，效率與質(zhì)量都很關(guān)鍵，但提升效 率與質(zhì)量必須要建立在保證工人生命安全的基礎(chǔ)上。煤礦公司需要對管理 工作者與施工人員開展定期的培訓活動，使其不斷提高自身的安全意識與 整體素質(zhì)，在工作期間避免因為個人的誤操作而出現(xiàn)問題。對技術(shù)培訓加 以重視，幫助工作人員掌握和運用先進的科技，相互溝通交流好的經(jīng)驗。 有關(guān)技術(shù)工作者需要多去井下近距離指導(dǎo)工作，確保技術(shù)操作的各個方面 均符合要求。

3.4? 合理選擇巷道位置

為了盡可能地提高巷道掘進速度，要合理地選擇巷道位置。若巷道布 置的位置不當，不僅不能提高巷道掘進速度，還可能造成大量返工，影響 施工進度。在選擇巷道的位置時，要做好以下幾方面：（ 1 ）巷道掘進區(qū) 域要避開一些地質(zhì)構(gòu)造，例如斷層、陷落柱等，以減少施工過程中安全支 護所消耗的時間;（ 2 ）巷道要避免穿過含水層，在穿過含水層時[7] ，需 要采取大量的安全措施，嚴重影響施工進度;（ 3 ）巷道布置在穩(wěn)定的巖 層，在布置巷道時要充分考慮周圍已存在巷道的影響及巖層巖性的影響， 若巷道掘進穿過其他巷道的影響區(qū)，則需要花費大量時間進行加強支護。

3.5? 進行有效的施工管理

在巷道掘進施工過程中，還應(yīng)進行有效的施工管理。所謂有效的施工 管理就是在進行作業(yè)時能合理分配工人的任務(wù)，使掘進作業(yè)高效進行，不 會出現(xiàn)窩工現(xiàn)象。實現(xiàn)有效的施工管理，需要：（ 1 ）掌握現(xiàn)場施工的人 數(shù)及施工工藝;（ 2 ）應(yīng)對現(xiàn)場情況的變化。為此，需要對掘進施工進行 大量總結(jié)，從而不斷地對施工的整個過程進行優(yōu)化。只有這樣，才能保證 巷道的快速高效掘進。同時，還應(yīng)提高管理水平，在掘進施工前必須對職工進行技術(shù)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(zhì)和職業(yè)技術(shù)水平，采用合理的工資分配制度，充分調(diào)動每一位職工 的生產(chǎn)積極性，使職工熟悉掌握掘進工程中自己的職責，并能按照操作規(guī) 程進行操作[8] ，熟悉掘進工程中的每一道工序及要求，以便能相互配合， 順利施工。

3.6? 提升作業(yè)人員水平

煤炭企業(yè)通過為掘進工作人員提供專業(yè)的技能培訓，進而提升作業(yè)人 員的技能水準，從根本上提升煤巷發(fā)掘效率。為作業(yè)人員提供的培訓包括 操作器械的培訓和提升責任感和安全意識的培訓，幫助員工熟練掌握操作 掘進機設(shè)備的能力，并且在煤巷掘進時具備安全意識，一旦發(fā)現(xiàn)安全隱患 應(yīng)立即采取相應(yīng)措施，保障生命安全，維護采煤工程的穩(wěn)定運行。

結(jié)束語：煤礦巷道的掘進是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，提高掘進速度對于 緩解目前煤礦采掘接替緊張問題具有重要意義。煤礦巷道的掘進速度與煤 礦施工的地質(zhì)條件、施工工藝、支護方式和現(xiàn)場施工組織有關(guān)。為此，應(yīng) 該從加強地質(zhì)勘探工作、選擇合適的掘進工藝以及做好巷道掘進施工管理 等方面出發(fā)，提高煤礦巷道的掘進速度。希望所述內(nèi)容可以為提高煤礦巷道的掘進速度提供一定的參考。

參考文獻：

[1]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.

[2]武海騰.煤礦巷道快速掘進影響因素分析[J].江西化工，2020（4）：185-186.

[3]路瑞龍.煤礦巷道掘進效率影響因素分析[J].江西化工，2020（3）：123-124.

[4]王培瑜.巷道掘進速度影響因素分析[J].能源與節(jié)能，2020（5）：62-63.

[5]夏立東.煤礦巷道掘進的影響因素分析與策略[J].能源與節(jié)能，2020（3）：39- 40.

[6]楊禎龍.煤礦快速掘進技術(shù)影響因素探究[J].能源與節(jié)能，2021（5）：136-137.

[7]牛永順.煤礦巷道快速掘進影響因素分析與對策研究[J].中國石油和化工 標準與質(zhì)量，2020，40（20）：128-130.

[8]侯宇斌.淺議影響煤礦巷道快速掘進的因素[J].能源與節(jié)能，2020（9）：22-23.

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