影響煤礦快速掘進(jìn)的因素及采取的措施

王 暉

(山西煤炭進(jìn)出口集團(tuán)霍爾辛赫煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 長(zhǎng)治 046600)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，在煤礦企業(yè)的生產(chǎn)也開始逐步推廣應(yīng)用現(xiàn)代化的高效采煤設(shè)備，以及相關(guān)的錨桿錨噴等巷道支護(hù)技術(shù)，使煤礦生產(chǎn)的效率和安全性都得到了明顯的提高。然而也必須注意到，在煤礦的開采掘進(jìn)作業(yè)過程中還存在著井下采煤作業(yè)環(huán)境復(fù)雜、采煤設(shè)備的機(jī)械化程度有待進(jìn)一步提高、掘進(jìn)施工的工藝水平仍相對(duì)落后等因素，嚴(yán)重影響了煤礦的快速掘進(jìn)，造成煤礦的生產(chǎn)效率以及作業(yè)方式難以得到有效的改善。因此煤礦企業(yè)必須對(duì)這些影響煤礦快速掘進(jìn)的因素進(jìn)行全面的分析，并采取相應(yīng)的解決措施，全面提高煤礦企業(yè)的生產(chǎn)能力和技術(shù)水平，推動(dòng)我國(guó)煤礦企業(yè)的整體現(xiàn)代化發(fā)展。

1 影響煤礦快速掘進(jìn)的因素分析

1.1 煤礦掘進(jìn)巷道的地質(zhì)條件十分復(fù)雜

煤礦在掘進(jìn)作業(yè)中，地質(zhì)條件是影響快速掘進(jìn)的重要因素之一。煤礦巷道掘進(jìn)中煤巖的圍巖節(jié)理、強(qiáng)度、硬度、頂?shù)装鍫顟B(tài)以及褶曲構(gòu)造、巷道中的涌水量以及瓦斯含量等地質(zhì)因素都會(huì)影響煤礦的快速掘進(jìn)。

1.2 煤礦巷道的掘進(jìn)設(shè)備還相對(duì)落后

雖然我國(guó)煤礦企業(yè)近年來對(duì)掘進(jìn)設(shè)備進(jìn)行了升級(jí)換代，但是在設(shè)備的性能和質(zhì)量方面與國(guó)際先進(jìn)水平相比還存在一定的差距，使用過程中的故障率也相對(duì)偏高，制約煤礦快速掘進(jìn)的實(shí)現(xiàn)，也導(dǎo)致了煤礦企業(yè)的利潤(rùn)率降低。

1.3 煤礦掘進(jìn)施工的技術(shù)工藝水平有待提高

煤礦企業(yè)的掘進(jìn)施工技術(shù)和工藝水平也相對(duì)落后，在技術(shù)創(chuàng)新方面還有較大的發(fā)展空間。例如我國(guó)煤礦企業(yè)在巷道掘進(jìn)過程中進(jìn)行支護(hù)時(shí)，很多操作還需要依賴于人工操作來完成，掘進(jìn)中70%左右的作業(yè)時(shí)間實(shí)質(zhì)上都是消耗在了支護(hù)施工上，嚴(yán)重影響了巷道掘進(jìn)的速度。

2 提高煤礦快速掘進(jìn)的有效措施

2.1 積極應(yīng)用先進(jìn)的掘進(jìn)設(shè)備

煤礦企業(yè)應(yīng)加快對(duì)氣動(dòng)鑿巖機(jī)等落后設(shè)備的淘汰速度，改用功率更大、掘進(jìn)速度更快、施工效率更高的液壓鑿巖設(shè)備，同時(shí)液壓鑿巖設(shè)備在施工過程中所產(chǎn)生的噪音比較小，對(duì)施工環(huán)境的污染程度也比較低。此外，煤礦企業(yè)在選擇掘進(jìn)設(shè)備時(shí)也要充分了解巷道的實(shí)際條件，以及各種掘進(jìn)設(shè)備的性能特點(diǎn)，科學(xué)的選擇相應(yīng)的掘進(jìn)設(shè)備。

2.2 對(duì)掘進(jìn)作業(yè)要進(jìn)行科學(xué)的管理和組織

煤礦企業(yè)應(yīng)通過貫穿執(zhí)行崗位責(zé)任制來提高巷道掘進(jìn)的施工速度，并采用科學(xué)的管理方式來組織掘進(jìn)施工的循環(huán)進(jìn)行。此外，煤礦企業(yè)還應(yīng)組織施工人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，幫助他們提高職業(yè)技能和綜合素質(zhì)，從而更加規(guī)范地操作機(jī)械設(shè)備，并對(duì)設(shè)備加強(qiáng)管理維護(hù)，以提高機(jī)械設(shè)備的使用效率，保證施工的安全。

2.3 對(duì)巷道頂板要加強(qiáng)管理監(jiān)督

煤礦快速掘進(jìn)時(shí)必須對(duì)作業(yè)面的頂板加強(qiáng)管理監(jiān)督，必須全面了解其地質(zhì)特點(diǎn)，制定合理的掘進(jìn)計(jì)劃，并根據(jù)掘進(jìn)計(jì)劃來確定頂板的具體支護(hù)規(guī)格和管理方法。此外還要不斷改善頂板的管理措施，以確保掘進(jìn)施工的安全性，為掘進(jìn)速度的提高創(chuàng)造良好的條件。

2.4 合理安排巷道布局

在煤礦快速掘進(jìn)的施工過程中，要合理布局運(yùn)輸巷以及回風(fēng)巷。特別是在采空區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行運(yùn)輸巷以及回風(fēng)巷的布局時(shí)，應(yīng)對(duì)地壓影響給予充分的重視，嚴(yán)禁在采空區(qū)兩翼等壓力集中的區(qū)域進(jìn)行回風(fēng)巷和運(yùn)輸巷的設(shè)置。在采空區(qū)布局時(shí)應(yīng)盡可能安排在與采空區(qū)相距5 m左右，且于其兩翼相距10～15 m位置的上下兩巷。在設(shè)置掘進(jìn)巷道時(shí)還應(yīng)綜合考慮斷層問題，巷道應(yīng)與斷層相距8～15 m左右。在掘進(jìn)過程中，每向前推進(jìn)30 m時(shí)，都應(yīng)探明是否有斷層存在，以確保施工的安全。

2.5 積極應(yīng)用先進(jìn)的掘進(jìn)技術(shù)

(1)采用先進(jìn)的爆破技術(shù)。光爆技術(shù)目前應(yīng)用比較廣泛的巷道掘進(jìn)技術(shù)之一，能夠?qū)崿F(xiàn)巷道的快速成型。例如在巖巷的掘進(jìn)中需要通過風(fēng)鉆設(shè)備來實(shí)施鉆眼作業(yè)，施工中5～6臺(tái)設(shè)備同時(shí)作業(yè)，并將鉆眼深度控制在2～2.2 m范圍內(nèi)。在施工組織方面可以采用小班循環(huán)的施工方式，以2 m為一個(gè)循環(huán)進(jìn)尺，這樣每班完成3個(gè)循環(huán)的掘進(jìn)作業(yè)后就可以向前推進(jìn)6 m。

(2)采用科學(xué)的支護(hù)技術(shù)。對(duì)掘進(jìn)巷道進(jìn)行支護(hù)時(shí)應(yīng)選用錨索掛網(wǎng)與可縮型的U型礦用鋼支架來進(jìn)行，根據(jù)實(shí)際的施工條件，錨桿可以選擇使用樹脂材料、中空注漿或者砂漿材料等，或者也可選用預(yù)應(yīng)力錨索等進(jìn)行支護(hù)。

3 某煤礦企業(yè)提高掘進(jìn)速度的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

某煤礦企業(yè)為了提高生產(chǎn)效率，決定在井下掘進(jìn)作業(yè)中采用高效的無軌開采模式以及快速掘進(jìn)的施工技術(shù)。煤礦計(jì)劃在一年時(shí)間內(nèi)完成斷面為4.5 m×4.3 m的8.2 km的巷道掘進(jìn)任務(wù)，以實(shí)現(xiàn)無軌開采與傳統(tǒng)開采方式的轉(zhuǎn)換銜接。在掘進(jìn)施工前，煤礦首先全面調(diào)查了巷道的地質(zhì)特點(diǎn)，其巖石主要為大理巖，f系數(shù)在6～8之間，構(gòu)造發(fā)育充分，因此需要在掘進(jìn)過程中加強(qiáng)支護(hù)。

在實(shí)際的掘進(jìn)施工過程中，煤礦充分利用已有有軌巷道，采取了多頭分段的平行推進(jìn)方式來進(jìn)行施工。如巷道具備采用無軌高效方式的施工條件的，則利用282雙臂臺(tái)車、阿特拉斯K41以及S1D等鑿巖臺(tái)車，與WZL-220和WZL-160型履帶式挖掘機(jī)以及20 t的阿特拉斯礦用卡車相配合，通過一次開挖全斷面的方式進(jìn)行掘進(jìn)施工。如巷道條件較差時(shí)，則采用了先進(jìn)行小規(guī)格掘進(jìn)，之后再進(jìn)行刷大的導(dǎo)硐掘進(jìn)方式來進(jìn)行施工，主要使用的掘進(jìn)設(shè)備包括鑿巖機(jī)(YT-29A型)，WZG-100型挖掘機(jī)以及SD-8型梭式礦車。同時(shí)在施工組織方面也采取了科學(xué)化的管理，根據(jù)不同掘進(jìn)面的具體情況，合理的調(diào)配施工人員和掘進(jìn)設(shè)備，有力的保證了施工的技術(shù)力量和人力資源，同時(shí)還通過應(yīng)用激光指向儀等設(shè)備對(duì)掘進(jìn)施工進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督。當(dāng)掘進(jìn)任務(wù)完工后，對(duì)該8.2 km巷道的掘進(jìn)速度和質(zhì)量進(jìn)行了驗(yàn)收，表1中為質(zhì)量驗(yàn)收結(jié)果，合格率達(dá)到了100%。

表1 快速掘進(jìn)質(zhì)量驗(yàn)收表

4 總結(jié)

在煤礦企業(yè)的開采作業(yè)中，巷道掘進(jìn)是重要的施工內(nèi)容，煤礦企業(yè)要對(duì)掘進(jìn)施工中的各種影響因素進(jìn)行全面的分析，積極采用先進(jìn)的掘進(jìn)技術(shù)工業(yè)和設(shè)備，科學(xué)管理掘進(jìn)施工過程，組織施工人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，提高其職業(yè)技能，同時(shí)還要加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，通過多種方式來提高煤礦巷道掘進(jìn)效率，使煤礦企業(yè)生產(chǎn)向機(jī)械化、自動(dòng)化和智能化的方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)煤炭行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。