大斷面巷道快速掘進技術(shù)分析

史永明

摘要：本文分析了礦井巷道進行掘進工作時其速度的影響因素和提高巷道掘進速度的措施，某種程度上提高了礦井開采工作的生產(chǎn)效率，礦井企業(yè)的綜合效益有了明顯的大幅度提升。

關(guān)鍵詞：斷面;巷道;快速掘進

0 引言

近年來，信息化技術(shù)不斷發(fā)展，綜采工作中機器設(shè)備的機械科學(xué)化不斷加快，影響礦井煤炭資源生產(chǎn)效率的因素主要來源于礦井采掘業(yè)的不平衡開采。某礦井的回采作業(yè)面是高應(yīng)力且較軟弱的煤層，不僅煤體中而且巷道中有大量的高瓦斯、淋水大、過陷落柱和高應(yīng)力等現(xiàn)象，嚴重影響了巷道掘進的速度，同時降低了巷道綜采的生產(chǎn)效率。因此，采用相關(guān)舉措改進巷道掘進速度，平衡礦井中開采和掘進工作速率。

1 某礦井概況

某煤礦企業(yè)的綜采工作面主要開采煤層是5號煤層，該煤層平均厚度為6.2m，開采深度為大于640m，屬于高應(yīng)力且較軟弱的煤層。該礦井作業(yè)面巷道使用的掘進方式是沿底留頂，巷道上部是砂質(zhì)泥巖的直接頂、中粒砂巖的基本頂、粉砂巖的直接底。礦井巷道斷面長度為3300mm，寬度為6000mm，巷道斷面的面積為19.8m2。

該礦井綜采作業(yè)面兩邊的巷道都使用綜合機械化設(shè)備儀器進行施工，使用的支護方法是高強度的螺紋鋼錨索和錨桿，礦井作業(yè)過程中，巷道中物料運輸和割煤工作同時實施。掘進巷道中的程序為先進行割煤前的準備工作，然后進行物料運輸和割煤工作，再進行相應(yīng)的安全檢測，對一些不安全的圍巖進行臨時支護操作并布設(shè)錨桿等。

2 實現(xiàn)巷道快速掘進作業(yè)的影響因素分析

某礦井區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜，礦井瓦斯?jié)舛雀咭恢庇绊懼V井巷道掘進的速度，在礦井瓦斯調(diào)控到合理值之下時，結(jié)合對現(xiàn)場的探察測量并分析，可知巷道掘進速度受影響的因素有：

①在礦井巷道進行支護措施和采煤掘進技術(shù)步調(diào)不協(xié)調(diào)一致，致使機械設(shè)備和工人在井下作業(yè)工時較多，不能全面發(fā)揮綜合機械化掘進的所有優(yōu)點;②在使用錨桿支護作業(yè)之前，準備工作和臨時支護工作花費了大量時間，而不同組交接工作時間短，致使有些工作交接時不到位;③在礦井巷道掘進施工中錨桿支護是用時最長的工序，其支護過程需要花費工人較長的時間。錨桿支護過程中影響其工作時長的因素主要有：

①在礦井中使用機械儀器設(shè)備進行巷道掘進工作時，巷道成型效果與預(yù)期設(shè)計的不符，在布置鉆孔位置時使用鉆機鉆孔時經(jīng)常會發(fā)生鉆子跑偏的現(xiàn)象;②在巷道中進行布設(shè)巷幫錨桿和頂板錨桿時，這兩項工序不能同時作業(yè)，而且兩種工序作業(yè)時會產(chǎn)生相互影響，這樣使得布設(shè)錨桿的過程中消耗的時間過長;③每個工人對巷道掘進作業(yè)的熟練程度不同，處理突發(fā)事變的應(yīng)變能力不同，因此在巷道工作人員布設(shè)錨桿時所用時間不同;④巷道兩幫的巷幫鉆桿長度超過實際長度，在兩邊巷幫同時進行鉆孔打眼操作會產(chǎn)生相互影響和重復(fù)安裝錨桿的現(xiàn)象，如果錨桿固定失敗，則需要進行補打眼工序，這樣重復(fù)工作勢必增加了工作時間。

3 巷道快速掘進方法分析

3.1 改進原有臨時支護方法

礦井巷道掘進快慢的影響因素之一是巷道掘進面的迎頭臨時支護系統(tǒng)，將原來的臨時支護改進為機載的臨時支護系統(tǒng)，系統(tǒng)的適用性增強了，巷道掘進速度提高了。經(jīng)過比較分析，機載臨時支護使用型號ZLJ-10/21 的設(shè)備掘進效果更好，為了使該設(shè)備發(fā)揮更好的效果，將四個支撐盤保障能把巷道的頂板和底板很好的緊密絞接。如果巷道底板發(fā)生破碎的現(xiàn)象，應(yīng)把優(yōu)質(zhì)鋼板支撐在前支撐系統(tǒng)的支撐盤上，這樣可以進行臨時性的支護。在巷道掘進作業(yè)中控頂距應(yīng)在220mm到2000mm之間，應(yīng)用機載臨時支護系統(tǒng)明顯地縮短了支護時間，與原方法相比，支護時間節(jié)省了約10分鐘。

3.2 人機操作支護方法

在礦井巷道掘進作業(yè)中使用人機交互式操作方法，在原來的施工方法上進行合理的合并優(yōu)化操作，在掘進機操作時要預(yù)先設(shè)置下一段時間的生產(chǎn)工作，這樣能夠縮短掘進作業(yè)間隔的時間段，但不會改變原先設(shè)定的工作程序，保證巷道正常掘進作業(yè)的順利進行。使用人機交互式操作方法，巷道綜采作業(yè)面的生產(chǎn)時間縮短了將近30分鐘，掘進作業(yè)的工作效率明顯提高了將近五分之一。

3.3 改進永久支護方法

在巷道掘進作業(yè)中，錨桿支護工作時整個流程中消耗時間最長的工藝，直接影響巷道掘進的速度。根據(jù)錨桿支護工藝數(shù)據(jù)分析，比較不同布設(shè)片間的應(yīng)力特征，確定了巷道布置錨桿間距為850mm*850mm，這樣布設(shè)錨桿能夠確保巷道頂板的穩(wěn)定性，而且大量地縮減了錨桿的使用數(shù)量，減少了礦井巷道掘進支護的成本，較少了布設(shè)錨桿的消耗時間，提高了巷道掘進作業(yè)的速度。此外，改進巷道支護的相關(guān)參數(shù)，設(shè)定巷道錨桿支護過程，對工作人員進行作業(yè)的熟練程度進行專業(yè)的技能培訓(xùn)，提高了巷道掘進速度，保證巷道作業(yè)效率。再者，對施工過程中的有些工序進行合并，增加同時間段的作業(yè)工藝，恰當(dāng)配置工藝，減少支護時間，縮短了掘進工藝時間。

3.4 將工藝實施標準化處理

掘進的各道工藝都要有相應(yīng)的標準化處理流程，并對掘進耗時進行科學(xué)分析，在制定標準化流程時要綜合考慮施工現(xiàn)場的情況、工作人員的心理和生理因素等情況，綜合分析并制定標準耗時計算公式。

4 結(jié)束語

煤礦礦井巷道掘進的速度在礦井開采生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，掘進速度提高了，工藝生產(chǎn)耗時縮減了，礦企生產(chǎn)成本減少了，整個煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益提高了。