晉華宮礦半煤巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)及管理

曹建國

（同煤集團(tuán)晉華宮礦技術(shù)科，山西 大同037016）

晉華宮礦為多井口大型礦井，年產(chǎn)量450萬噸，主要含煤地層為下侏羅統(tǒng)大同組，煤層多而薄，其中，307盤區(qū)5704巷所在的7－3＃煤層厚1.2～1.58m，平均厚度為1.4 m，屬于厚度偏小的中厚煤層〔1〕，該煤層傾角2°～6°，平均4°，埋深280.2～303.3m，瓦斯含量較少。

5704 巷沿煤層底板布置，設(shè)計(jì)斷面為矩形，掘進(jìn)斷面寬4.3m，高2.8m，掘進(jìn)過程中巖層所占比例為43.57%～57.15%。老頂厚7.8m，上部為深灰色粉砂巖，下部以灰白色中、細(xì)砂巖為主；直接頂厚2.96m，上部深灰色粉砂巖，中部夾雜著7－1＃煤，下部深灰粉砂巖；底板則以白灰色粉砂巖為主，水平層理。室內(nèi)試驗(yàn)表明，處在巷道斷面內(nèi)的粉砂巖強(qiáng)度達(dá)到83.6MPa，而煤層的強(qiáng)度只有5.9 MPa，巨大的強(qiáng)度差異嚴(yán)重影響了巷道的快速掘進(jìn)。

在對(duì)5704巷的設(shè)計(jì)和掘進(jìn)中，采用了“以人為本，動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，科學(xué)調(diào)控”的指導(dǎo)思想，從技術(shù)和管理兩方面入手提高巷道掘進(jìn)的速度，最大月進(jìn)尺達(dá)到368m，實(shí)現(xiàn)了中厚煤層半煤巖巷道的快速掘進(jìn)。

1 支護(hù)設(shè)計(jì)及掘進(jìn)配套

1.1 動(dòng)態(tài)支護(hù)設(shè)計(jì)

根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，巷道掘進(jìn)一個(gè)循環(huán)作業(yè)中的支護(hù)時(shí)間要占總作業(yè)時(shí)間的70%〔2〕，巷道的支護(hù)設(shè)計(jì)對(duì)其快速掘進(jìn)的實(shí)現(xiàn)具有決定性的作用，5704巷道采用了施工速度最快的錨網(wǎng)支護(hù)，由于巷道埋深淺、絕大部分頂板巖性較好，因此盡量減小錨桿、錨索的長(zhǎng)度，增加其間排距，減少鉆孔深度及密度，提高掘進(jìn)速度。

錨桿選用Φ18mm×1700mm左旋無縱筋螺紋鋼樹脂錨桿，頂板間排距均為1000mm，幫錨桿排間距為1200 mm×1500mm，呈三花布置。錨索選用Φ15.24mm×5000mm鋼絞線，排間距1500mm×3000mm。頂板鋪設(shè)4200mm×180mm×4mm鋼帶，兩幫采用菱形金屬網(wǎng)護(hù)幫，托盤均為配套。

在頂板地質(zhì)條件稍差地段，底板加鋪金屬網(wǎng)。根據(jù)施工過程中的監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，巷道兩幫最大收斂量63.7 mm，頂?shù)装逡平績(jī)H為10.8mm，與以往錨網(wǎng)支護(hù)相比，5704巷支護(hù)時(shí)間降低了38.6%。

1.2 機(jī)械設(shè)備配套

對(duì)于半煤巖巷的掘進(jìn)，常用掘進(jìn)方式為“炮掘”或“小功率掘進(jìn)機(jī)＋炮掘”，前者打孔較多、出渣困難、超欠挖難以控制、支護(hù)困難，后者雖然在煤層部分采用掘進(jìn)機(jī)，但仍然擺脫不了“炮掘”缺點(diǎn)，掘進(jìn)速度較慢。

為此，礦上為該巷道配備了EBZ260H大功率旋臂式硬巖掘進(jìn)機(jī)，該機(jī)自帶蟹爪式裝運(yùn)設(shè)備及刮板運(yùn)輸系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的EBZ160SH掘進(jìn)機(jī)相比，該機(jī)功率高，設(shè)計(jì)單刀力大，截割能力強(qiáng)，智能化程度高，穩(wěn)定性好，能很好的破巖掘進(jìn)。為了配合這臺(tái)現(xiàn)代化的掘進(jìn)機(jī)，該工作面還配備了2部SJ800／2×40皮帶機(jī)，使掘進(jìn)機(jī)切割的煤和巖石及時(shí)的輸送出去。

在巷道支護(hù)方面，采用了2臺(tái)MYT－130液壓鉆機(jī)和2臺(tái)655型氣腿式鑿巖機(jī)，最快能同時(shí)施工4根錨桿（索），將鉆孔所占時(shí)間降低了30%～40%，提高了工時(shí)的效率，加快了巷道的掘進(jìn)速度。

1.3 工藝科學(xué)調(diào)控

5704 巷沿底挑頂掘進(jìn)，根據(jù)頂板巖層完整情況，掘進(jìn)機(jī)截割完2～3個(gè)循環(huán)（一個(gè)循環(huán)為1m）后，進(jìn)行錨網(wǎng)支護(hù)。

煤矸和運(yùn)，全部采用機(jī)械化運(yùn)輸：掘進(jìn)機(jī)截割落煤矸經(jīng)機(jī)組鏟板→機(jī)組中間輸送機(jī)→橋式皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)→5704巷皮帶→307盤區(qū)東翼皮帶巷→7－3?！?1＃層溜煤眼→11＃層輔助皮帶→11＃層307盤區(qū)皮帶→810溜煤眼→810皮帶→轉(zhuǎn)載皮帶→主井皮帶→地面。

以往工程經(jīng)驗(yàn)表明，機(jī)械設(shè)備故障是影響快速掘進(jìn)的主要問題〔3－5〕，為了確保各項(xiàng)工藝及設(shè)備的正常運(yùn)行，5704巷采用“四六”制作業(yè)方式，其中一個(gè)班作為專用的檢修班，配備了15人的檢修隊(duì)伍，其中4人跟生產(chǎn)班隨時(shí)處理突發(fā)故障，11人集中檢修。

2 以人為本科學(xué)管理

無論是全自動(dòng)機(jī)械化作業(yè)，還是全人工原始施工，施工人員是關(guān)鍵因素，在施工中如何提高員工的積極性是決定掘進(jìn)速度的重要因素，在晉華宮礦5704巷施工時(shí)，從“以人為本”的角度采取了以下有效措施，為實(shí)現(xiàn)中厚煤層半煤巖巷道的快速掘進(jìn)提供了必要條件。

2.1 合理分工，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)的流水作業(yè)

任何一條巷道掘進(jìn)都是一個(gè)綜合系統(tǒng)性的工程，涉及掘進(jìn)、支護(hù)、轉(zhuǎn)載、運(yùn)輸、供電、供排水、通風(fēng)、通訊、安全等多個(gè)環(huán)節(jié)協(xié)同作業(yè)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會(huì)影響到巷道的掘進(jìn)速度。在5704巷的施工過程中，根據(jù)掘進(jìn)過程將人員分為工長(zhǎng)、組長(zhǎng)、掘進(jìn)司機(jī)、支護(hù)工、皮帶司機(jī)、清煤工和檢修工，其中工長(zhǎng)和組長(zhǎng)主要負(fù)責(zé)一個(gè)生產(chǎn)班中物資、人員、設(shè)備等的調(diào)控配備及管理，掘進(jìn)司機(jī)主要負(fù)責(zé)硬巖掘進(jìn)機(jī)的操作；支護(hù)工負(fù)責(zé)液壓鉆機(jī)和鑿巖機(jī)的使用、錨桿（索）及鋼帶的安裝；皮帶司機(jī)負(fù)責(zé)兩部皮帶機(jī)的安全操作；清煤工對(duì)掘進(jìn)機(jī)沒能采到的邊角及轉(zhuǎn)運(yùn)煤炭時(shí)灑落的散煤；檢修工負(fù)責(zé)對(duì)各種設(shè)備進(jìn)行檢查。各項(xiàng)工作責(zé)任到人，合理分工，流水作業(yè)，保證快速掘進(jìn)的同時(shí)也能使工人得到體力的補(bǔ)充。

2.2 強(qiáng)化培訓(xùn)，提高員工的綜合素質(zhì)

巷道掘進(jìn)是一個(gè)綜合的施工工藝，不僅要有現(xiàn)代化的設(shè)備，使用這些設(shè)備的施工人員也應(yīng)該有較高的綜合素質(zhì)，5704巷動(dòng)工掘進(jìn)前，抽出兩天的時(shí)間，邀請(qǐng)每臺(tái)設(shè)備的廠家技術(shù)員或礦上的操作能手，針對(duì)設(shè)備的特點(diǎn)、操作方法、注意事項(xiàng)以及在使用過程中可能出現(xiàn)的問題和簡(jiǎn)單的處理方法等對(duì)這些人員展開培訓(xùn)，務(wù)必使他們實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的熟練操作。此外，配合設(shè)計(jì)院對(duì)參與5704巷掘進(jìn)的全體施工和管理人員進(jìn)行施工工藝的培訓(xùn)，使每個(gè)人都清楚的知道什么時(shí)間改進(jìn)行什么工作，減少窩工時(shí)間，提高工時(shí)利用率，進(jìn)而提高掘進(jìn)速度。

2.3 做好后勤保障，營造員工良好環(huán)境

良好的環(huán)境不僅能給人帶來愉快的心情，也能提高員工的工作積極性，使他們得到更好的休息，體力和精力得到更好的恢復(fù)。對(duì)服裝、澡堂、燈具等基本后勤工作有專人負(fù)責(zé)，及時(shí)清洗工人的換洗衣物。此外，通過及時(shí)召開座談會(huì)，交流溝通工人在巷道掘進(jìn)過程中的經(jīng)驗(yàn)、心得及工作生活中遇到的困難，在相互學(xué)習(xí)充電的同時(shí)也使礦上領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)了解工程的進(jìn)展和工人的心里動(dòng)態(tài)，消除員工的各種后顧之憂，使他們?nèi)耐度氲焦ぷ髦?，為巷道的快速掘進(jìn)提供了保障。

2.4 制定科學(xué)制度，獎(jiǎng)罰分明

一個(gè)好的掘進(jìn)隊(duì)伍除了高素質(zhì)人員及現(xiàn)代化設(shè)備外，一個(gè)嚴(yán)格執(zhí)行的科學(xué)制度是必不可少的。在5704巷掘進(jìn)過程中，針對(duì)施工過程中可能出現(xiàn)的問題制定的具體的制度，其中兩條在提高施工速度的同時(shí)也保證了施工的質(zhì)量：

（1）實(shí)行嚴(yán)格的交接班制度和各工種崗位責(zé)任制。交接班時(shí)，各工種每個(gè)崗位上的人都要進(jìn)行對(duì)口交接，上一個(gè)班要對(duì)下一個(gè)班交任務(wù)、交措施、交設(shè)備、交安全。使下班情況清、任務(wù)明，能立即連續(xù)平行作業(yè)，保證正常施工。

（2）實(shí)行嚴(yán)格的賞罰分明制度，針對(duì)施工中出現(xiàn)為搶速度而降低施工質(zhì)量的問題，對(duì)安裝位置不準(zhǔn)確、預(yù)緊力不足的錨桿（索），發(fā)現(xiàn)1根處罰1000元，同時(shí)將罰金獎(jiǎng)勵(lì)給其他沒有出現(xiàn)問題的小隊(duì)。在施工過程中的多次檢查，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，切實(shí)地做到了半煤巖巷的“又快又好”掘進(jìn)。

3 結(jié)語

中厚煤層半煤巖巷的快速掘進(jìn)技術(shù)是煤礦生產(chǎn)面臨的一個(gè)技術(shù)難題，解決好這一問題，可以很好地保障礦井的采掘平衡，有利于“高產(chǎn)高效”礦井的建設(shè)。在晉華宮礦7－3＃煤層307盤區(qū)5704半煤巖巷的掘進(jìn)中，采用了“以人為本，動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，科學(xué)調(diào)控”的指導(dǎo)思想，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了掘進(jìn)速度，取得了平均月進(jìn)尺339m，最大月進(jìn)尺368m的掘進(jìn)速度，巷道1170m的全長(zhǎng)施工中未出現(xiàn)任何事故，做到了“又快又好”施工。

〔1〕王建平，靖洪文，劉志強(qiáng).礦山建設(shè)工程〔M〕.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2007.10.

〔2〕牛寶玉.采掘錨、掘錨一體化快速掘進(jìn)成巷技術(shù)〔J〕.煤炭工程，2003，（9）：9～12.

〔3〕李卯玄.半煤巖巷道安全快速掘進(jìn)〔J〕.山西焦煤科技，2009，增刊：30－31.

〔4〕吳淑芹，劉建勝.薄煤層炮掘半煤巖巷道優(yōu)質(zhì)快速低耗掘進(jìn)技術(shù)〔J〕.中國煤炭，2008，（7）：55～57.

〔5〕樊 勇.巷道快速掘進(jìn)的影響因素分析〔J〕.山西煤炭，2009，（4）：20～22.