探析煤礦巷道掘進速度影響因素與對策

摘?要：煤礦是煤炭資源的重要產地，煤礦地質條件特殊，其煤體的分布特征決定了煤體厚度，有關厚度從0～10m不等。煤礦開采中的重要工作就是巷道的施工，這就要求采取合理、高效的技術措施來保證煤礦生產的安全、平穩。隨著技術水平的不斷發展，促進礦井綜合水平不斷提升，一年生產百萬噸、千萬噸級的大型采場層出不窮，回采巷道的使用量大幅增加，礦井開采已經是礦井生產的關鍵環節，因此要做好礦井的巷道掘進工作，提升掘進的速度。本文從影響礦井掘進工藝的主要因素入手，分析并探討了影響礦井掘進工藝的因素，并提供有效的解決對策。

關鍵詞：煤礦巷道；挖掘技術；因素與對策

在眾多的能源中，煤是無可替代的。經濟的發展，國家對礦產品的需求日益增加，煤礦的供需矛盾日益突出。我國擁有大量的煤礦，但大多數的煤礦都難以在地表進行開采，因此，煤礦的主要生產形式是以地下開采為主。在科技進步的同時，礦井的地下采礦工作也已初見端倪。煤礦巷道采掘技術具有科學化、超前化的特點，是確保礦井高效生產的重要保障。基于此，要深入探索煤炭挖掘技術，提升煤礦巷道挖掘技術，有效地提高礦井的生產效率和品質。

一、影響煤礦巷道挖掘技術的因素

礦井巷道挖掘是一項系統工程，涉及許多方面的問題，其中涉及建設方和管理者、技術設備、生產技術、安全等諸多方面。文章對礦井巷道挖掘中的各種因素進行分析，對有關因素進行歸納，內容如下：

（一）人的要素

首先，有關施工人員的培訓，沒有參與的工程就不可能成功。不管是完全自動化的，還是完全手工的，煤礦工人都是關鍵的要素，他們在施工中扮演著主動的角色，超越了其他的一切，這一要素包括以下幾方面：

首先，是職工的質量。施工人員的作業技術和安全觀念是最關鍵的問題。勞動者的主體是高學歷、高技術技能、具有生產積極性、接受安全教育［1］。但因為工程建設中的工人的技術能力低下，無法順利地進行工作。礦山井巷的施工受到很多因素制約，比如施工人員不遵守施工規范、知識水平較低、不熟悉生產過程、不熟悉機械設備、不熟練作業等。在礦山施工中，要注重新技術新工藝的引入和應用，強化管理。因此，在施工前期和施工階段，加強員工的技術培訓，使其技術水平得以提升，從而極大地提升了工作的工作質量。同時，要加強對施工人員的安全保護，在新技術應用前，要對施工人員進行技術訓練，使其盡快熟悉每一道工序和操作規程，以保證工程的順利進行。在掘進過程中，工人們的配置達到了一個完整的工種，他們的工作分工非常的緊密，他們的工作時間和質量都得到了充分的提升，素質也得到了極大提升，因此他們的挖掘工作一直保持在一個很高的水準。

其次，是監管人的能力。特別是基層監管的技術能力、組織能力、管理能力、培訓能力等，對于現場管理工作尤為關鍵。而在實際工作中，煤礦巷道施工工藝規范和技術文件的質量不高，缺少指導意義；不完善的管理制度，缺乏有效的場地管理，或制定的管理體系沒有被嚴格的實施；技術工人專業水平低、巷道施工設計不合理、施工技術不完善、支護結構不合理等問題，都會給施工造成安全隱患，制約了施工的順利進行。

再次，是現場管理制度。施工過程中，必須堅持以崗位責任制為中心思想，這是整個施工過程中得以順利進行的重要保證，也是加快施工進度和降低施工成本的重要前提條件，合理的施工方法，在巷道挖掘技術中，通常采用一次或者多次開挖成型，有圍巖的具體情況決定超前支護或者初期支護，在必要的地方要加強支護來保證挖掘安全和工程的進度，好的現場管理制度，是保證挖掘進度和生命安全的重要環節，一個小小的失誤，可能造成整個工程進度延緩，甚至是停滯，所以尤為重要。

然后，是機構化的行政。行政體系的基礎，以崗位責任制為中心的施工技術措施、施工設備和施工機構的有效實施，是加快施工速度，降低生產成本，保證施工質量和安全的基礎。采用了一種較為科學的施工工藝，針對巷道施工，一般采用一次開挖成形法，或多次開挖成形，并依據不同的巖體狀況，采取先期和前期支護措施，并在需要時進行加固，以保證施工的安全性。

最后，是合理安排建設項目。科學的建筑結構應包括各個生產工藝的工作周期，盡量縮短主要生產工藝之外的生產周期；在確保生產的同時，將重要的工藝以外的工作時間最小化。多個作業并行作業，制作合理的、高效的工作流程圖、最優作業安排等；正確選取施工操作模式和運行模式；合理的周期進尺確定［2］。

（二）施工機械及工藝條件

首先是機器。鉆孔、爆破、運輸是巷道建設中的重要環節，鉆孔及運輸設備的選擇與運用，將直接影響到巷道的開挖速率，研制高效經濟的鑿巖機已迫在眉睫。目前，煤礦井下施工普遍使用的仍是氣腳式鉆頭，其動力不足、鉆井速率慢、打井深度偏淺，因此要加大鉆井速率，多臺機械操作，但仍無法改善其施工效率。隨著礦井機械化技術的發展，礦井的規模越來越大，對礦井的開發利用也越來越迫切。單臂式挖掘機在我國的幾個工程中已被應用于多個項目，而從我國現有的鉆巖機使用情況來看，大多還處于第一代、第二代水平，屬于氣腿部鑿巖機或半水力鑿巖機。但是，在國外大截面的巷道，基本采用了TBM式的盾構式掘進器，這種設備在一個很短的范圍之內，可以在鉆孔過程中完成更換釬、定位、開孔、返釬的完全自動化［3］。

其次是裝載。科技發展對施工設備的需求越來越重要，砂巖施工占平巷施工周期為30%～50%，在我國已基本達到了機械化施工。從20世紀50年代到現在，我國的工程建設中，運輸機械分為4個升級期，從裝巖性來說，總體的發展趨向是從低效裝卸設備帶動不連續出砟裝備的匹配，向高效能的持續出砟設備發展，即以持續工作的鉗或立爪裝載機配皮帶轉載機及礦車，或者是采用的無軌式鏟式挖掘機出砟，其能使掘進工效提高一到兩成，采準時間縮短75%～80%。

最后是工藝要素。根據我國現有井巷施工技術的現狀，采用鉆孔爆破技術為主。本文通過實際應用，提出一種新的“三錨”組合錨網組合支撐技術。該技術在施工進度、安全品質、勞動強度、生產成本等方面均優于傳統的搭棚、砌體支撐。近幾年，由于科學技術的進步，采用了一種新型的錨網組合支撐方法，并獲得了良好的效果。然而，施工中也出現了一些問題，比如，由于巷道成型不佳，導致施工中出現的漏斗、噴管質量不好、錨桿施工質量不好等。對于圍巖性較弱的部分，不但會造成一定的安全風險，而且還會制約井巷施工的進展，要解決這些問題，需要注意以下幾方面。。

第一是改進光爆法，加強巷道成型。當前，煤礦井下的爆破大多是光表面，而且大多是淺孔，要想提高掘進深度，必須先加大孔深和孔徑，再加上幾年的實際應用，中深鉆孔5m也是可以實現的［4］。同時，為加強巷道成型，由于加大孔徑而減少的擴炮孔數量可轉移至周邊，即周圍的眼數量增加，從而保證光爆炸的作用。增加鉆孔深度和增加鉆孔數量可以提高臺車的凈鉆井效率。在此基礎上，必須強化施工管理，以保證在工程中能夠充分利用其功能，使其能夠實現預定目標。

第二是正確選擇錨桿，使其施工的品質得到改善。并應防止出現大量的混凝土裂紋。錨索是否有效，其主要原因是選擇正確，以及是否符合標準。根據不同的巖性要求，選用合適的錨桿，如水泥錨桿、松香錨桿、空心注漿錨桿、錨索等，并針對具有高穿頂應力的錨索等。錨桿安裝角度、錨墊板是否貼合巖石、灌漿充填等因素都將直接關系到錨固的效果。選用高質量的物料，保證網絡噴涂質量。金屬網片的作用在于增強混凝土的彎曲強度和韌性，但其在裝配過程中必須與巖石表面相結合。選用符合要求的噴漿劑用于混凝土的制造，并選用濕噴技術等，既能提高噴漿質量，又能減少回彈，又能提高作業條件［5］。

（三）施工場地的安全

首先，自然的因素影響。比如巷道突水、瓦斯、高地溫、高壓力下的巖體變形等，都會嚴重威脅到巷道的安全，通過相關的儀器（比如地磁、紅外等）來監測工程的進展，并采取相應的安全措施，保證工程的安全，但不可避免地會對工程的進度產生不利作用。

其次，是人類活動等。礦井施工中存在著各種復雜的工作環境、巷道中的燈光的不良影響，很可能造成煤礦的安全隱患。平巷掘進一般采用單樁開挖，工作臺面狹小，人員、機器多，且空氣品質差，特別是鉆眼、出碴時更是如此。此外，還要做好安全防護工作，避免出現粉塵、爆炸等意外事件。因此，必須加強通風，以保證空氣品質及能見度，減少危險。在施工過程中，人工操作的隨意性，也是不安全的因素，在保證個體施工的同時，保證施工作業的標準化，保證施工人員工作時間的合理，保證施工人員的工作質量［6］。

二、礦井巷道施工工藝要素的技術對策

（一）加強礦井巷道施工人員職業技能的培養

強化建筑施工人員的技術技能訓練，既要豐富建筑施工人員的專業理論，又要熟練地運用各種先進的機械設備對其進行維護、掌握維護技術，還要對建筑施工人員進行全面的培訓，以提高他們的技能。針對目前國內礦井開采中出現的問題，對影響礦井的安全生產因素進行了探討，并提出了相應的對策。培訓工人在挖掘機械維護方面的技能，讓他們對綜掘機械的各種應用有更深刻的了解，真正提高礦井的掘進技術水平［7］。

（二）巷道支護技術的改進

為了確保礦井的安全，必須加強對礦井的技術與設備的研發和開發，加大資金投入力度，使礦井的施工質量得到有效保障。當前，由于礦井開挖效率低，資源浪費嚴重，對煤礦巷道開挖施工影響較大，必須加強煤礦巷道施工技術的研發，使其向現代化方向發展。在煤礦巷道施工中，進一步完善標準，促進煤礦企業的安全生產，提升設備的主要功能，提升設備的自動化程度，使其在未來的發展中起著舉足輕重的作用。由于煤礦巷道結構的突變，會對煤礦巷道的掘進速率產生不利影響，因此，在礦井施工中，必須不斷加強對礦井安全技術的研究［8］。

（三）強化組織的管理

煤礦企業要強化組織與管理，在組織與經營中，嚴格遵循領導的規定，強化施工各個環節，實行全程監控，確保施工工藝的正常進行。在礦井掘進作業過程中，必須按照作業規程和循環圖標要求，通過人力物力和技術裝備合理配置，使各項作業過程能得到全面、有效地實施，確保了礦井的正常開采。在這一背景下，本文著重從煤礦開采中的安全、有效的角度出發，進行了深入的剖析和探討。合理、標準化的生產流程，確保了礦井生產的整體、快捷、安全。有效地推進了礦井生產，實現了良好的經濟、社會效益［9］。

（四）強調煤礦和瓦斯突出防治技術

對礦井開采進行科學的設計，加強對煤層的控制，避免后期開采過程中易產生的應力集中現象；煤礦施工過程中，要做好煤礦工人和機械的安全保護工作，防止煤礦生產中出現的各種意外。全面規范礦井的通風環境，盡量減少串口，確保通風率的科學性和合理性；對巷道的支護形式、施工工藝進行改進，以防止由于支護不到位而導致的安全隱患，從而大大地提升了施工的質量。在對于煤礦井下有瓦斯突出的礦井，開展煤層氣的地質預測工作中，明確煤層氣的分布特征，實現了煤層氣的分層控制；同時，制定相應的防治措施，有力地推進了煤礦安全生產管理工作的開展。要對煤礦開采過程進行全面的監測與監視，及時了解煤體溫度、壓力、風量變化和煤體的變形情況。科學性指標著重于預測技術措施，提出了超前構造預測、區域預測定點取樣裝置及其他技術裝備，以保證重點預測工作的開展，力求保證重點預測的科學性和有效性。必須對煤炭的無機性能進行深入的分析，以進一步提升煤炭的應用和實用價值。針對突出煤體外側煤層區的防治措施，采用以不冒、不放煤為前提的措施；在不具有地區地質結構、煤層滲透率低、掘進速率大的情況下，為了保證煤礦的安全、有效的開采，采取提前鉆進的方法進行針對性的預測。在煤礦開采過程中，在確定的局部區域沒有消除的情況下，禁止采用相應的處理方法，在局地臨時消突，需要再次進行區域反應消突［10］。

（五）選擇科學合理的掘進方式

在選擇掘進方式上，應當保證其科學性、正確性，保證施工的安全性。在實際的支護過程中，巷道的挖掘技術具有重要的作用，一方面可以提升施工作業的工作效率，使得巷道掘進技術與支護技術能夠在煤炭開采過程中，滿足其具體要求。而從目前的現狀來看，在進行施工的過程中施工作業的方式十分豐富，其中包括了交叉作業、順序作業等方式。但是，在進行項目施工時，施工人員還需要根據實際的情況（精準的地質勘測數據、巷道的真實長度）調整開采施工作業設備的工作方式，并且還要按照不同情況靈活對機器設備進行科學合理的選擇。

結語

加強礦井巷道掘進速度，運用先進的技術，確保礦井掘進的安全性、可靠性、穩定性，提高礦井掘進水平，加強工人技術技能的訓練，實行科學化、標準化的循環操作，并對煤礦進行綜合整治，并根據我國煤礦的地質特征，采取較前沿煤礦的巷道開挖技術，確保煤礦正常生產和生產安全，才能實現可持續發展。

參考文獻：

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［6］趙中偉.煤礦巷道掘進速度的影響因素及提高［J］.能源與節能，2021（11）：140141.

［7］程召鋒.煤礦巷道掘進速度影響因素分析與對策［J］.能源與節能，2021（09）：2223.

［8］崔柏龍.煤礦巷道掘進速度影響因素與對策研究［J］.能源與節能，2021（07）：4849.

［9］杜二偉.影響煤礦巷道掘進速度的因素分析及解決對策研究［J］.內蒙古煤炭經濟，2021（12）：1920.

［10］秦會錦.影響煤礦巷道掘進速度的因素分析及解決對策研究［J］.當代化工研究，2021（12）：8687.

作者簡介：段亞東（1978—?），男，漢族，安徽渦陽人，本科，工程師，研究方向：采礦工程。