井巷工程施工難度與對策

郭良鋒

摘 要：礦井開采深度的不斷增加和機(jī)械化程度的不斷提升，巷道斷面面積也呈現(xiàn)增大趨勢，這使得巷道掘進(jìn)過程中礦壓顯現(xiàn)愈加明顯，加上軟巖的地質(zhì)工程條件較為復(fù)雜，從而給掘進(jìn)支護(hù)帶來一系列問題，造成巷道掘進(jìn)中事故發(fā)生率比較高，本文簡單介紹了我國煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)，并且指出了煤礦井巷工程施工難度與效率低的主要原因與對策，以供同行探討。

關(guān)鍵詞：礦井；掘進(jìn)；效率低；措施與對策

我國煤炭行業(yè)經(jīng)過10余年的高產(chǎn)高效礦井建設(shè)，產(chǎn)量和效率等主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)都有了很大提高。但煤巷掘進(jìn)技術(shù)水平與世界先進(jìn)采煤國家相比，仍有較大差距。煤礦井巷工程施工由于大部分是在地表以下進(jìn)行，受到煤礦所在地域的巖層、流沙、地下水等地質(zhì)水文條件的影響較多，由于井巷工程施工涉及的較多的復(fù)雜因素為施工帶來了較大的難度。

一、井巷工程施工難度與效率低的主要原因

（一）井巷工程施工的難度

1.作業(yè)空間狹小，通風(fēng)照明條件差，噪聲大，勞動(dòng)條件惡劣。

2.井巷地質(zhì)條件復(fù)雜，潛在的不安全因素多，危險(xiǎn)性大，可能會發(fā)生冒頂、片幫、透水、爆炸、機(jī)械傷害、塵毒危害等各類事故。

（二）施工工藝

井巷工程的破巖開挖和維持穩(wěn)定，首先涉及巖石和土這類介質(zhì)的物理與力學(xué)性質(zhì)；同時(shí)，井巷圍巖未定需要采用多種多樣的人工支護(hù)手段，如常見到的棚式支架、金屬支架、混凝土支架、以及錨噴支護(hù)等，這些施工工藝都是按照鑿巖爆破——巖石裝運(yùn)——井巷支護(hù)——掘進(jìn)通風(fēng)這個(gè)程序來的。

（三）效率低兩大原因

一是很多礦井的巖石巷道還使用炮掘，掘進(jìn)炮眼數(shù)目較多，直接影響巷道掘進(jìn)打眼時(shí)間；眼距布置不合理，爆破效果較差，存在超欠挖現(xiàn)象，周邊成形不理想，形成二次動(dòng)工及返工現(xiàn)象。

二是不能根據(jù)具體條件合理確定施工程序，優(yōu)化掘進(jìn)、裝巖、支護(hù)、運(yùn)輸?shù)裙ば虻淖罴褧r(shí)間參數(shù)；很多工序都不能平行作業(yè)，從時(shí)間和空間上不能充分運(yùn)作，造成窩工。

二、加強(qiáng)巖巷快速掘進(jìn)的措施與對策

（一）超前地質(zhì)探測技術(shù)

巷道掘進(jìn)安全最可靠準(zhǔn)確的技術(shù)保障是巷道超前探測技術(shù)。目前國內(nèi)外主要應(yīng)用礦井工程物探技術(shù)主要的方法手段是礦井工程電法預(yù)測和礦井震波法。

（二）加強(qiáng)勞動(dòng)組織管理，實(shí)現(xiàn)多工序平行交叉作業(yè)

在保障工人安全的前提下，大力實(shí)行多工序平行交叉作業(yè)。應(yīng)依據(jù)施工技術(shù)、管理水平和機(jī)械設(shè)備，對各工序的潛在能力及所需時(shí)間進(jìn)行必要的測量和留有空間的分析，合理地選擇作業(yè)循環(huán)形式。

（三）確定錨桿支護(hù)參數(shù)，提高錨桿安裝質(zhì)量

支護(hù)管理不但對巷道支護(hù)質(zhì)量有影響，對掘進(jìn)進(jìn)尺也有影響，如永久支護(hù)前大面積片幫，使噴漿厚度和噴射工作量增大。在實(shí)踐中可根據(jù)圍巖松動(dòng)圈理論，以懸吊作用設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，并根據(jù)巖性的具體情況，定出合適的支護(hù)密度，最后通過試驗(yàn)檢測，檢驗(yàn)支護(hù)參數(shù)選擇的合理性。在普及應(yīng)用全長樹脂錨桿的基礎(chǔ)上，針對大斷面，服務(wù)年限長的井巷工程，積極推廣使用高強(qiáng)度新型錨桿。錨噴支護(hù)方式必須與光面爆破技術(shù)相結(jié)合，否則圍巖受損嚴(yán)重，表面裂隙較多，圍巖松動(dòng)圈較大，巖體喪失穩(wěn)定性；巷道輪廓線參差不齊，易造成應(yīng)力集中，噴層受到剪切破壞而導(dǎo)致巷道損壞。

（四）大力推廣中深孔光面爆破

影響巖巷掘進(jìn)爆破效率的主要因素有：掏槽方式及其裝藥量、炮眼深度、周邊眼光爆參數(shù)、起爆時(shí)差和炮眼利用率等。中深孔爆破的掏槽眼深度比普通掏槽眼深度大，一般達(dá)到210m～315m。掏槽眼的深度大小決定著循環(huán)進(jìn)尺的大小，同時(shí)，對周邊眼的爆破質(zhì)量及成巷質(zhì)量也有影響。為了提高中深孔直眼掏槽的掏槽效果和炮眼利用率，須在裝藥眼附近布置空眼以增加自由面，還需要合理的確定相鄰裝藥眼的眼距、掏槽眼的幾何形狀、裝藥量和裝填結(jié)構(gòu)。炮眼深度存在一個(gè)最優(yōu)值，應(yīng)以提高巷道掘進(jìn)效率為前提，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況綜合確定，長期實(shí)踐表明，中深孔爆破（L=2～3m）優(yōu)于淺孔爆破（L=1.5～2m）。通過合理的選擇爆破參數(shù)，使爆破后的巷道成形規(guī)整，減少超控和欠控，最大限度地保持圍巖的自身強(qiáng)度，從而增強(qiáng)圍巖的自撐能力，取得較好的光爆效果。

（五）科學(xué)的施工組織管理

加強(qiáng)施工組織管理的科學(xué)性可以有效的加快巷道的掘進(jìn)速度，其最重要的體現(xiàn)是在平行交叉作業(yè)規(guī)章上，越高的機(jī)械化開采程度，在綜采工作面上實(shí)行平行交叉作業(yè)制度的優(yōu)越性就越明顯。同時(shí)在掘進(jìn)工作面上，由于綜掘化水平較高，也能較好的體現(xiàn)平行交叉作業(yè)制度的優(yōu)越性。

三、結(jié)語

隨著煤炭行業(yè)的高速發(fā)展，尤其在部分國有重點(diǎn)煤礦企業(yè)中，機(jī)械化程度已經(jīng)達(dá)到95%以上，這必然給掘進(jìn)技術(shù)及機(jī)械提供了一個(gè)不斷革新和發(fā)展的平臺，積極加強(qiáng)掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展成為必然趨勢，掘進(jìn)技術(shù)必將迎來更大更廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)：

[1]新汶礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，中國礦業(yè)大學(xué).深井復(fù)雜條件大斷面巖巷機(jī)械化快速掘進(jìn)成套技術(shù)研究[R].2008.

[2]范中軼，張獻(xiàn)波.大斷面巖巷的綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)與快速掘進(jìn)技術(shù)[J].煤礦支護(hù)，2008（2）：41-43.

[3]李建民，章之燕，于景泉.快速高效機(jī)械化綜合配套作業(yè)線在大斷面巖巷施工中的應(yīng)用[J].煤礦機(jī)電，2006（5）：71-72.

[4]王國威.淺談提高巖巷掘進(jìn)速度[J].采礦技術(shù)，2005，5（2）：78-79.

[5]李如純.液壓鉆車作業(yè)線配套設(shè)施的改進(jìn)及其效果[J].煤礦支護(hù)，2001（4）：41-42.