復(fù)雜地質(zhì)下煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)探析

趙延召 夏志鋒

摘 要：當(dāng)前，隨著社會(huì)的進(jìn)步，采煤技術(shù)朝著機(jī)械化、自動(dòng)化及智能化的方向發(fā)展。煤礦井下開(kāi)采條件復(fù)雜，開(kāi)采時(shí)常遇到巷道片幫的問(wèn)題。因此，本文將重點(diǎn)研究發(fā)生片幫的原因，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：快速掘進(jìn);片幫;復(fù)雜地質(zhì)

中圖分類號(hào)：TD263 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）05-0082-02

Absrtact： At present， with the progress of society， coal mining technology is developing in the direction of mechanization， automation and intelligence. Coal mine underground mining conditions are complex， mining often encountered the problem of the roadway piece help. In this paper， the reasons of the film help were studied and the improvement measures were put forward.

Keywords： quick excavation;piece;complex geology

煤炭資源在我國(guó)分布廣泛，但人均含量偏少，尤其是工業(yè)發(fā)展都以煤為能源。因此，需改進(jìn)煤礦開(kāi)采技術(shù)，提高開(kāi)采效率，從而促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和提高人們的生活水平。巷道掘進(jìn)和支護(hù)工作影響煤礦開(kāi)采。通常，采煤是先勘測(cè)，再挖掘，最后開(kāi)采。因此，巷道的安全與否事關(guān)員工的生命安全和煤企的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。具體的煤礦開(kāi)采中，部分巷道距離較長(zhǎng)，所處地理位置危險(xiǎn)，挖掘和支護(hù)時(shí)需投入較大成本。隨著機(jī)械化的引入，煤礦開(kāi)采技術(shù)和設(shè)備不斷完善，保證了煤礦開(kāi)采的高效、安全，促進(jìn)了煤企發(fā)展。目前，年產(chǎn)超過(guò)萬(wàn)噸的機(jī)械化綜采工作面已比較常見(jiàn)，需做好復(fù)雜條件下煤巷的快速安全掘進(jìn)。

1 煤巷所處地理環(huán)境

某礦所處地理位置海拔較高，西北高于東南，高度差約為500m，S3303工作面開(kāi)采的3號(hào)煤層底板等高線平均為690m。通過(guò)計(jì)算，該礦煤深約580m。最初預(yù)計(jì)煤礦巷道走向1 750m，巷道長(zhǎng)269m。鑒于該礦較深，瓦斯含量可能較大，爆炸風(fēng)險(xiǎn)較高，設(shè)計(jì)巷道時(shí)，需預(yù)留瓦斯回風(fēng)巷，以防止瓦斯含量過(guò)大而影響工作人員的健康。

2 煤礦快速掘進(jìn)的具體方式

2.1 懸臂式掘進(jìn)機(jī)

利用此設(shè)備打開(kāi)巷道的技術(shù)相對(duì)比較成熟，興起于歐洲，但缺點(diǎn)也比較明顯，即挖掘速度慢，無(wú)法滿足當(dāng)前煤炭開(kāi)采需求，增加了煤企成本，已被逐漸淘汰。

2.2 連續(xù)采煤機(jī)組錨桿鉆機(jī)掘進(jìn)

該技術(shù)起源于美國(guó)，應(yīng)用比較廣泛。通過(guò)多個(gè)煤礦巷道運(yùn)煤，提高采煤速度，降低煤礦巷道的瓦斯含量，保障工作人員的安全。雖然該技術(shù)應(yīng)用成本較高，但被較多國(guó)家用于采煤。

2.3 掘錨聯(lián)合機(jī)組掘進(jìn)

工業(yè)革命后，多數(shù)國(guó)家開(kāi)始大力發(fā)展工業(yè)。煤炭作為主要能源，已供不應(yīng)求。所以，多數(shù)國(guó)家開(kāi)始創(chuàng)新采煤技術(shù)。其中，起源于英國(guó)的掘錨聯(lián)合機(jī)組掘進(jìn)技術(shù)，加快了采煤速度，滿足了市場(chǎng)的煤炭需求，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

3 片幫原因

煤礦巷道受掘進(jìn)技術(shù)的影響，邊緣易發(fā)生變形和片幫等問(wèn)題。其中，變形主要經(jīng)歷五個(gè)階段：第一，影響階段，掘進(jìn)之初巷道周邊受影響很小;第二，穩(wěn)定階段;第三，一次回采影響階段;第四，一次回采穩(wěn)定階段;第五，二次回采穩(wěn)定階段。隨著掘進(jìn)的深入，巷道周邊受影響變大。巷道掘進(jìn)時(shí)，需經(jīng)常檢查和修繕巷道周邊，以避免發(fā)生危險(xiǎn)事故。

由于開(kāi)采力度加強(qiáng)且煤企監(jiān)管不到位，易出現(xiàn)片幫問(wèn)題。巷道跨度和高度較大，煤層承載能力弱，極易松散和破碎。此外，煤層質(zhì)地較脆，節(jié)理裂隙較多，受掘進(jìn)應(yīng)力擾動(dòng)，易發(fā)生片幫。

4 巷道片幫問(wèn)題解決策略

4.1 短掘短支策略

該方法可有效解決巷道片幫問(wèn)題，主要施工方式為一次成型。向前切割時(shí)，需一次性切割2m;向高切割時(shí)，需一次性切割全高，切割線路為S形。短掘短支鋼帶搭接時(shí)，需分段進(jìn)行，并與巖面充分結(jié)合，避免使用木板。該方法減少了空頂時(shí)間，延長(zhǎng)了巷道的安全時(shí)間。需要注意的是，實(shí)施快速掘進(jìn)時(shí)，需考驗(yàn)采煤人員的專業(yè)能力和心理素質(zhì)，應(yīng)多加宣傳安全挖掘事項(xiàng)。

4.2 支護(hù)技術(shù)

支護(hù)技術(shù)因支護(hù)位置的不同而有不同要求。首先，托頂煤時(shí)，煤層上至巷道頂板或是以上部位，將損壞巷道，需采取支護(hù)方式，以確保巷道的安全。其次，煤層上至巷道頂板時(shí)，頂板煤層易坍塌，需采取多樣化支護(hù)手段，且需根據(jù)開(kāi)采情況設(shè)置支護(hù)距離，以保證巷道安全。最后，巷道設(shè)計(jì)時(shí)，需以堅(jiān)固為首要原則，不同階段采用不同的支護(hù)方式，并引入永久支護(hù)手段，以確保巷道安全。

4.3 完善煤礦的管理策略

調(diào)查研究顯示，煤礦開(kāi)采過(guò)程中，工作人員自身的疏忽是導(dǎo)致安全事故發(fā)生的重要原因。此外，煤企的管理不善也是發(fā)生安全事故的重要原因。煤礦開(kāi)采時(shí)需要開(kāi)采人員相互配合，關(guān)注巷道結(jié)構(gòu)變化，且需要管理人員進(jìn)行科學(xué)管理，做好設(shè)備和工具的管理。若管理者不善管理，將致使員工數(shù)據(jù)和工具數(shù)據(jù)丟失而影響煤礦安全。

4.4 加強(qiáng)工作人員的安全意識(shí)

煤礦安全事故的發(fā)生多與員工的不規(guī)范操作和安全意識(shí)淡薄有關(guān)，因此需加強(qiáng)員工安全意識(shí)。復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境中應(yīng)用快速掘進(jìn)技術(shù)，需告知相關(guān)人員注意事項(xiàng)，避免因行為不規(guī)范而引發(fā)安全事故。煤企管理者需做好安全知識(shí)方面的培訓(xùn)工作，同時(shí)做好特定危險(xiǎn)位置的人員防護(hù)工作[1]。

5 結(jié)語(yǔ)

地質(zhì)情況復(fù)雜的煤礦開(kāi)采中，快速掘進(jìn)技術(shù)的引入易導(dǎo)致片幫問(wèn)題。因此，本文提出了短掘短支策略，減少了空頂時(shí)間，增加了保障巷道安全的時(shí)間。此外，采取快速掘進(jìn)技術(shù)需加強(qiáng)員工培訓(xùn)工作，提高員工的安全意識(shí)和安全技術(shù)，以確保煤礦安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬長(zhǎng)樂(lè)，袁龍飛，張羽，等.大斷面煤巷快速掘進(jìn)施工工藝[J].煤礦安全，2013（5）：98-100.