煤礦快速掘進巷道與支護技術(shù)

余豪偉 冉紹祥

（重慶中梁山煤電氣有限公司礦業(yè)分公司 重慶 400052）

煤礦快速掘進巷道與支護技術(shù)

余豪偉 冉紹祥

（重慶中梁山煤電氣有限公司礦業(yè)分公司 重慶 400052）

巷道掘進是一項非常復(fù)雜的工程，其中包括很多影響先到掘進速度的因素，對巷道施工進行科學(xué)的實施，可以從最大程度上保證巷道安全性，并加快施工速度。隨著近年來煤礦開采強度的加大，地質(zhì)條件也越來越復(fù)雜，這種情況下支護技術(shù)成為提高煤礦產(chǎn)量非常重要的因素之一?；诖?，本文從不同角度針對煤礦快速掘進巷道與支護技術(shù)展開了分析。

煤礦；快速掘進巷道；支護技術(shù)

煤礦巷道掘進施工的強化可以充分保證煤礦生產(chǎn)的安全性，從很大程度上提升煤礦的整體施工質(zhì)量。煤炭是我國的重要一次性能源，在我國生產(chǎn)中占有主要地位，具體來說煤礦主要利用地下巷道開采的方式，其巷道掘進工藝是一項非常復(fù)雜的工藝過程，煤礦掘進速度可能會受到很多因素的影響。隨著開采深度與強度的增加，地質(zhì)條件越來越復(fù)雜，這無疑對巷道支護技術(shù)的應(yīng)用提出了更高要求。

1 煤礦巷道掘進速度的影響因素

1.1 地質(zhì)構(gòu)造

良好的地質(zhì)構(gòu)造可以使掘進速度得到提升，相反的，斷層、褶皺等地質(zhì)條件會增加掘進的的難度。具體來說，褶區(qū)構(gòu)造、瓦斯量、煤巖厚度等都會對煤礦生產(chǎn)產(chǎn)生影響。如果煤巖硬度較高應(yīng)該進行臨時性支護，如果巖層褶曲斷層結(jié)理，將不能對煤層厚度進行準確預(yù)測，很容易會出現(xiàn)塌落、冒頂?shù)仁鹿剩瑢蜻M速度造成影響。如果在開采過程中出現(xiàn)大量瓦斯涌出，將會為掘進施工帶來極大的威脅。

1.2 掘進設(shè)備

隨著近年來科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在各種新型的巷道掘進技術(shù)得到了應(yīng)用，雖然我國當(dāng)前總體掘進設(shè)備的品類還部件齊全，但是信息化、自動化程度始終落后于西方發(fā)達國家，工藝性能還存在一定程度的欠缺，我國自行研制的掘進設(shè)備故障發(fā)生率非常高，存在明顯的消耗刀具現(xiàn)象，嚴重影響了煤礦巷道掘進的速度。尤其是一些設(shè)備的核心技術(shù)目前我國還沒有完全掌握，因此和發(fā)達國家之間的產(chǎn)品還存在一些差異，機械自動化始終沒有得到實現(xiàn)。

1.3 施工組織管理

當(dāng)前我國國民經(jīng)濟快速發(fā)展的首要制約因素就是電力資源短缺，為了進一步緩解供電壓力，我國原煤產(chǎn)量開始出現(xiàn)供大于求的現(xiàn)象，很多企業(yè)過分追求眼前利益，過度開采煤層，嚴重忽視了施工管理的科學(xué)性。目前很多管理者始終沒有認識到質(zhì)量管理的重要性，相關(guān)規(guī)程與文件還沒有制定出來，這對煤礦安全生產(chǎn)造成了不利影響。同時很多煤礦人員沒有對巷道掘進新工藝與新技術(shù)進行掌握，不了解設(shè)備的性能，這也對掘進速度造成了不利影響。

1.4 施工工藝

采煤施工工藝由掘進設(shè)備情況所決定，新型的支護工藝很難與火候的掘進設(shè)備相配合，當(dāng)前我國大部分煤礦企業(yè)的支護形式都是采用新型復(fù)合支護、打斷面U型棚支護的方式，這種施工工藝在實際應(yīng)用過程中，不僅運輸、安全非常方便，同時支護的強度也非常高，但是其支護施工過程中存在較大難度，特別是在復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造中，將會對巷道掘進施工速度帶來直接影響。

2 煤礦巷道掘進速度的提高策略

2.1 大力應(yīng)用超前地質(zhì)探測技術(shù)

煤礦企業(yè)應(yīng)該積極應(yīng)用超前地質(zhì)探測技術(shù)，在探測前編制出井下超前鉆探設(shè)計圖，并制定防突水、方突出等專項措施，嚴格按照設(shè)計展開施工，認真分析鉆探資料，加強對超前探測工作的管理力度，并堅持“預(yù)測預(yù)報、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則，避免出現(xiàn)頂（底）板突水、誤揭煤等事故，不斷加快煤礦巖巷快速掘進的速度。

2.2 不斷改進掘進設(shè)備

掘進機是煤礦企業(yè)巷道掘進過程中非常重要的設(shè)備，要想切實提高煤礦巖巷快速掘進的速度，同時提升掘進的工作效率，就必須選擇符合工作環(huán)境與工作條件的掘進機，并在使用過程中結(jié)合實際情況對掘進機進行改進，使其保持長期的穩(wěn)定連續(xù)性，并注意選擇液壓與電器元件的過程中，應(yīng)該將質(zhì)量關(guān)把好。通常情況在，在機械連接裝置與齒輪傳動裝置上，是不需要使用串聯(lián)系統(tǒng)的，為了使操作步驟與維修工作可以得到簡化，應(yīng)該利用嵌裝式結(jié)構(gòu)來代替螺栓組式的結(jié)構(gòu)，利用組裝方式提升設(shè)備運行的穩(wěn)定性。

2.3 對施工工藝與施工方法進行優(yōu)化

大量工程實踐表明，煤礦企業(yè)要想使巷道掘進速度得到加快，單靠“常規(guī)”的施工工藝肯定是行不通的，必須結(jié)合礦區(qū)的實際情況進行創(chuàng)新與改進，并注意對現(xiàn)有的施工工藝與施工方法進行優(yōu)化，例如對深孔爆破技術(shù)進行創(chuàng)新，對巖巷“噴、錨、噴”施工工藝進行優(yōu)化等，此外，還要注意盡量保持施工工藝的連續(xù)性，保證不同工序之間可以正常平行作業(yè)。

2.4 保證施工組織管理的科學(xué)性

科學(xué)的施工組織管理是保證巷道施工的安全性、高效性的前提，同時也是加快巷道掘進速度的重要前提，具體來說施工組織管理工作包括合理選擇施工工藝與施工機械、選擇科學(xué)的施工素質(zhì)管理方法、對現(xiàn)行的施工管理方法進行不斷優(yōu)化等。實際上，施工組織管理的科學(xué)性具體表現(xiàn)在平行交叉施工規(guī)程上，通常情況下，如果機械化與綜掘化的水平越高，那么在綜采工作面上平行交叉作業(yè)制度的優(yōu)越性就越能表現(xiàn)出來。

2.5 大力采用深孔爆破技術(shù)

面對施工礦區(qū)地質(zhì)情況的不同，在選用爆破工藝時應(yīng)該對其展開深入的研究與分析，選擇合理的爆破參數(shù)、裝藥結(jié)構(gòu)，以提升循環(huán)施工速度。深眼、掏槽等爆破工藝都會對爆破效果造成影響，還會對煤礦巷道掘進速度帶來影響。中深孔技術(shù)爆破可以提高一次爆破巖石的總量，有效提升循環(huán)進尺，并降低裝巖工序時間和打眼時間，該項技術(shù)的應(yīng)用可以有效提升掘進施工的整體效率。

3 高效支護技術(shù)分析

安全有效的巷道支護是保證煤炭開采安全性與高效性的重要條件，也是非常關(guān)鍵的一項技術(shù)。當(dāng)前煤礦企業(yè)中普遍應(yīng)用一種錨網(wǎng)、鋼筋梯、錨索綜合應(yīng)用的支護形式，錨桿支護方式的效率比較高，支護效果也比較好，具有諸多優(yōu)點，當(dāng)前已經(jīng)成為巷道支護的重要發(fā)展趨勢，為了充分滿足煤礦機械化礦井建設(shè)的需求，提高綜掘單進速度很有必要，錨桿支護技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)在煤巷支護方面得到了廣泛應(yīng)用。

近年來學(xué)者們從不同角度針對錨桿的支護機理進行了論證和闡述，建立了錨桿支護模型，并提出了很多參數(shù)的計算公式。但是學(xué)者的這些研究應(yīng)用到井下實踐工作中，卻因為頂板結(jié)構(gòu)與巖性之間的差異，表現(xiàn)為某支護機理起到了主導(dǎo)性作用，而其他支護機理的作用并不明顯。但現(xiàn)在為止，學(xué)者始終不能建立數(shù)學(xué)模型對各種支護機理綜合作用的效果進行準確計算。

實際上學(xué)者的研究都是某類特定圍巖巖性或者某種巖體結(jié)構(gòu)的一種理想形態(tài)，如果按照理論分析或許可以計算出錨桿支護的參數(shù)，但是按照理論分析得到的參數(shù)在實際施工中卻會因為巷道實際情況的不同，而對煤礦巷道支護效果帶來不利影響，如果計算參數(shù)嚴重偏離實際情況，還會引發(fā)安全事故的發(fā)生，所以，當(dāng)前單一的支護理論還不能對錨桿支護參數(shù)進行全面的分析、計算。在井下實際施工過程中絕對不能片面的將某一支護理論作為指導(dǎo)，注意同時還要利用巷道動態(tài)觀察、工程類比等策略，結(jié)合現(xiàn)場頂板變化的實際情況，進行及時的總結(jié)與分析，并注意對相應(yīng)的支護參數(shù)進行調(diào)整，這樣巷道支護效果才能達到一種理想的狀態(tài)，從而使頂板支護的實際需求得到最大程度的滿足。

錨網(wǎng)支護工作中通常會伴有節(jié)理、層理及軟弱薄夾層等巖體弱面的現(xiàn)象，在這些弱面現(xiàn)象的共同影響下，巖體結(jié)構(gòu)特性會變得非常復(fù)雜，在外力的作用下，巖體的強度和變形方式將會受到很大程度的影響。實際上，在工程實踐中，應(yīng)該及時發(fā)現(xiàn)軟弱薄夾層和各種弱面的存在，及時采取針對性的措施對其進行治理，有效預(yù)防出現(xiàn)頂板事故。

4 結(jié)語

我國煤礦巷道掘進速度主要受到地質(zhì)構(gòu)造條件、施工工藝及掘進設(shè)備等因素的影響，這種情況下礦井生產(chǎn)效率很難得到提高。為了進一步提高巷道掘進的效率，必須對各種影響掘進速度的因素進行分析，以找到解決問題的有效辦法。同時，還要注意積極引進先進的支護技術(shù)與掘進設(shè)備，這樣才能保證施工環(huán)境的安全性，保證各項工序的有序進行，促進企業(yè)經(jīng)濟效益的提高?？傊?，為了保證煤礦企業(yè)可以得到穩(wěn)定的發(fā)展，必須針對煤礦巷道掘進與支護技術(shù)展開深入分析，對錨桿支護進行廣泛應(yīng)用及推廣，以保證采煤作業(yè)可以達到準里展開，切實解決目前我國經(jīng)濟快速增長對煤炭資源的需求。

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2016-3-1