大斷面軟巖巷道綜掘快速施工技術

牛 磊

(陽泉煤業(yè)(集團)有限責任公司二礦，山西 陽泉 045008)

引言

隨著礦井綜合開采水平的不斷提升，礦井生產(chǎn)規(guī)模日益增大，巷道的掘進工作量也隨之不斷的提升。其中大斷面軟巖巷道的掘進工程占據(jù)到大斷面總工作量的20%左右，大斷面軟巖巷道快速掘進對保證快速施工的高效進行具有顯著的推動作用。在礦井實際生產(chǎn)過程中，存在著不同程度的重采輕掘情況，巷道的掘進設備以及掘進技術的發(fā)展程度滯后于采煤設備以及采煤技術的發(fā)展。因此，實現(xiàn)大斷面軟巖巷道的高效快速掘進對保證大斷面高效生產(chǎn)具有重要推動意義。

1 概述

山西某礦針對礦井大斷面軟巖巷道掘進現(xiàn)狀，采用改進巷道掘進布置方式，選擇合理的巷道施工方法以及巷道支護技術，優(yōu)化巷道掘進工作作業(yè)流程以及勞動組織形式，有效的提升了巷道的掘進效率，同時緩解了礦井面臨的采掘接替緊張問題。

1.1 工作面概況

該礦3206大斷工作面位于2采區(qū)西翼偏中部位置，大斷面的東北部分別為總回風下山、皮帶運輸下山、軌道下山，上部位置為3203大斷面以及32011大斷面采空區(qū)，該大斷面主要開采3號煤層，根據(jù)巷道掘進探煤情況以及物探探勘情況，3206大斷面煤體賦存受到?jīng)_刷構造的影響，煤層厚度出現(xiàn)一定程度的變化，厚度在3m～5m不等，平均煤層厚度在4m，煤層結構較為簡單，中部含有幾層加矸，大斷面軟巖巷道在掘進過程中出現(xiàn)不同程度的煤壁片幫及圍巖變形情況。

1.2 地質構造

影響3206大斷工作面軟巖巷道安全掘進的主要因素是位于掘進的3號煤層頂板上方的裂隙含水層以及砂巖含水層，煤層上部頂板含水層主要是砂巖以及灰?guī)r組成，含水層不強，含水層中水從3號煤層頂板構造裂隙、錨桿或者錨索施工鉆孔中淋入到掘進工作面，涌水量不大；在2號煤層以及3號煤層之間的含水層主要是砂巖，存在補給條件差，水頭壓力低，水量不大，多屬于多年存儲下來的水源，在2號煤層及3號煤層間的砂巖含水層在深部區(qū)域存在透水性強，水壓較大特征，工作面存在地質導水構造時可能會引起含水層中水向大斷區(qū)域涌出情況，最大的用水量達到15m3/h。

2 巷道快速掘進

2.1 掘進超前鉆孔設計

由于3206大斷面軟巖巷道掘進前方可能存在涌水情況，在掘進面前方地質條件不清楚的情況下，需要嚴格執(zhí)行有掘必探，先探后掘的原則，根據(jù)巷道掘進的實際情況，在回面布置3個超前探測地質鉆孔，采用ZY-750回轉鉆機進行施工。

2.2 掘進設備管理、勞動組織

巷道掘進設備主要由掘進機和煤炭運輸刮板機以及皮帶機等組成，掘進設備、運輸設備并結合降塵、通風、支護、供水、供電等構成了一個完整的巷道綜合掘進機械系統(tǒng)，系統(tǒng)構成具有效率高，連續(xù)均衡，協(xié)調(diào)性強等優(yōu)點，可以實現(xiàn)巷道的快速掘進，轉載運輸以及巷道支護等，是實現(xiàn)巷道快速掘進的基礎性工作。重視掘進設備的維護，提升設備的使用性能，保證設備正常高效運轉是礦井巷道掘進高效開展的重要前提，也是搞好巷道掘進正規(guī)循環(huán)的重要組成部分。對于巷道掘進機，需要經(jīng)常進行維護，避免設備不正常運轉給大斷工作造成影響，掘進過程中的每一臺設備都責任具體落實到人，防止出現(xiàn)維護遺漏或者責任推脫，同時設備出現(xiàn)故障時也可以進行及時的維護。

2.3 勞動組織

科學合理的勞動組織是保證巷道掘進速度的先決條件，在巷道正常掘進推進過程中，掘進工作應做到組織有力、嚴密，將巷道掘進過程中的掘進、支護、運輸?shù)雀鱾€工序進行嚴密組織。在巷道掘進現(xiàn)場組織工作中，工作人員的勞動效率會隨著工作時間的增加而降低，各個施工班組按照規(guī)定的時間進行工作，將工作控制在合理的時間范圍之內(nèi)，同時完善交接班工作，確保班組間的工作交接能夠順利高效進行。此外，巷道掘進機械化程度的提升對工作人員的基本素質有了更高的要求，在巷道掘進過程中掘進司機水平以及操作在很大程度上影響巷道的質量，以及巷道掘進速度，因此，應加強對人員的培訓工作。

3 巷道支護

巷道支護工作開展是巷道掘進安全進行的重要基礎性工作，掘進的巷道斷面凈面積為15.75m2、巷道的寬以及高度分別為4.5m、3.5m，巷道支護采用錨桿、錨索、錨網(wǎng)的聯(lián)合支護方式。錨桿采用直徑為22mm，長度為2400mm的高強螺紋鋼錨桿；錨索采用直徑為17.8mm，長度為7300mm的鋼絞線(7根)。

3.1 設備應用情況

巖巷綜掘機是一種效率性較強、效果較好且較為靈活的一類設備，其自身可以在巷道中自由移動，能夠切割、裝卸和運輸，切割功能相對較好，并有配套裝卸巖石、運輸巖石的功能，整體操作相對較好，能夠實現(xiàn)切割與裝卸運輸一體化。一般而言，巖石體積都相對較大一些，加之本質十分堅硬的特點，一定程度上為工作帶來了很大壓力，而通過此類設備應用之后，則可以較好彌補其不足之處。正是因為此類設備有著較強性能，進一步導致其自身結構就相對而言較為復雜，且結構較為特殊，一般后支撐部分可以起到一個支撐作用，也可以保障整體裝卸切割的綜合安全性，效果相對較為可觀。與傳統(tǒng)方式相比，其自身工藝簡單高效，各類操作安全性相對較好，三者一體化之后，加快了生產(chǎn)操作效果，也可以有效推進整體進度，綜合效率也可以得到一定程度保障。在實際使用時，此類設備能夠減少人力資源的投入，減少人工方面成本壓力，有效提升經(jīng)濟效益，同時也不會帶來較大作業(yè)風險隱患。且此類設備能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)操作爆破環(huán)節(jié)，現(xiàn)場建設操作安全性更高，有效消除安全風險及安全隱患。在操作時，也能夠減少對周圍圍巖的破壞，巷道成型效果更好一些，也避免了后續(xù)很多問題出現(xiàn)，尤其有效切割之后，巷道后續(xù)操作也可以避免在成型方面的投入。由于設備性能強大，建設操作時間也可以有所減少，不會帶來較大實際性建設進度方面的阻礙和困難。

結束語

巷道施工工作的有效管理，設備的高效運行是實現(xiàn)巷道快速掘進的重要前提工作，實現(xiàn)科學化管理，不斷提升操作人員以及管理人員的技術水平，對保證巷道安全快速掘進具有重要的推進作用。此外，巷道掘進工作開產(chǎn)必須堅持有掘必探，先探后掘的基本準則，掌握掘進前方的地質情況，防止事故發(fā)生，提高巷道掘進設備的維護管理水平，制定出完善的管理制度，使得設備經(jīng)常處于完好狀態(tài)，同時完善巷道掘進工藝，實現(xiàn)各個操作工作密切高效配合。