探討開拓巷道掘進(jìn)速度的影響因素及對策

張曉敏 申亞賓

摘 要：新時期下，機(jī)械設(shè)備的自動化水平不斷提高，煤礦建設(shè)中引入了大量的綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)，涉及掘進(jìn)機(jī)、輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等多種機(jī)械的綜合性配套技術(shù)。在煤巷的建設(shè)中，結(jié)合運(yùn)煤、巷道支護(hù)、定向測量、供水供電、掘進(jìn)、除塵等配套設(shè)備，共同組成了一套完善的巷道掘進(jìn)系統(tǒng)，具有高效、安全、高產(chǎn)等技術(shù)優(yōu)勢。為了進(jìn)一步加快巷道的掘進(jìn)速度，本文首先分析了對掘進(jìn)速度產(chǎn)生影響的因素，繼而提出相應(yīng)的解決方案。

關(guān)鍵詞：巷道;掘進(jìn)速度;影響因素;對策

煤炭資源是我國重要的能源組成部分，煤炭資源的供應(yīng)速度對社會各行各業(yè)的發(fā)展、人們的日常生活與工作息息相關(guān)，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度越快，對煤炭資源的需求量就越大。盡管我國是煤炭資源大國，但煤炭資源因?yàn)槁裨诘叵?，所以不適合露天開采。在煤炭資源的開采工作中，巷道掘進(jìn)是一項(xiàng)重要技術(shù)，掘進(jìn)的速度與機(jī)械化水平對煤炭資源的開采速度、作業(yè)的安全性產(chǎn)生直接影響。分析這些重要的影響因素，并制定有效的對策規(guī)避這些影響因素，對于我國煤炭資源的開采工作具有重要意義。

一、對巷道掘進(jìn)速度產(chǎn)生影響的因素分析

（一）地層結(jié)構(gòu)

因?yàn)殚_采煤炭資源是一項(xiàng)地下作業(yè)，所以地層結(jié)構(gòu)對于巷道掘進(jìn)速度影響巨大，地層結(jié)構(gòu)主要指的是圍巖的褶皺構(gòu)造、巖理特點(diǎn)、煤巖的發(fā)育情況、硬度、涌水量標(biāo)準(zhǔn)、底板的穩(wěn)定性等。如果地質(zhì)條件良好，那么巷道的掘進(jìn)效率就會很高。但大部分情況下，巖層結(jié)構(gòu)都是非常復(fù)雜的，會嚴(yán)重阻礙掘進(jìn)速度。比如，在煤巖硬度較強(qiáng)的地層作業(yè)時，需要做好臨時性的支護(hù)措施，以保證掘進(jìn)的安全性，當(dāng)作業(yè)完成后，再采取永久性的支護(hù)。然而，如果巖層出現(xiàn)褶皺和斷層，煤層厚度就會有所變化，作業(yè)過程中一旦遇到坍塌或者冒頂?shù)韧话l(fā)事件，很可能造成不可挽回的嚴(yán)重后果。

（二）掘進(jìn)設(shè)備

用于巷道掘進(jìn)的技術(shù)工藝主要包括兩種類型：一種是炮掘;另一種是機(jī)掘。近年來，我國對煤炭開采的力度不斷提高，很多復(fù)雜的地層結(jié)構(gòu)存在瓦斯突出等問題，并不適合炮掘施工，所以，主要以機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)為主，這就需要設(shè)備的支持。與西方發(fā)達(dá)國家相比，作為發(fā)展中國家的中國，無論是設(shè)備的自動化程度，還是集成化、信息化水平都相對落后，很多機(jī)械設(shè)備需要從國外購入，采購成本較高，這在一定程度上限制了煤礦企業(yè)的發(fā)展。我國自主研發(fā)的巷道掘進(jìn)設(shè)備的性能和效率都還有很大的提升空間，而且容易出現(xiàn)故障，刀具的磨損相對嚴(yán)重，維修設(shè)備的時間較長，極大的減緩了巷道掘進(jìn)速度。

（三）施工工藝

由于我國的巷道掘進(jìn)設(shè)備的現(xiàn)代化水平較低，使用性能、設(shè)備質(zhì)量等問題限制了巷道掘進(jìn)工藝的發(fā)展，在施工過程中，需要花費(fèi)很多的時間用于巷道支護(hù)，以保證施工作業(yè)的安全。比如，大部分的巷道掘進(jìn)施工中，綜合掘進(jìn)機(jī)械的配套支護(hù)主要是單機(jī)錨桿鉆機(jī)，錨桿需要現(xiàn)場安裝，這就延誤了巷道掘進(jìn)速度。

（四）噴漿水平

煤礦巷道的服務(wù)年限比較久，支護(hù)措施完成后，還需要對巷道進(jìn)行噴漿處理，噴射混凝土是主要的支護(hù)技術(shù)，用以保障索、錨、網(wǎng)等支護(hù)設(shè)施的穩(wěn)定與平衡。如果噴漿水平較低，巷道就很容易出現(xiàn)脫皮掉頂問題。所以在噴漿之前必須保證前期的支護(hù)質(zhì)量達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，委派專人檢查、驗(yàn)收支護(hù)施工質(zhì)量，在質(zhì)量合格之后再進(jìn)行噴漿。

（五）人員因素

近年來，我國的煤礦企業(yè)的科學(xué)化、現(xiàn)代化、規(guī)范化管理水平不斷提高，但仍有一些企業(yè)一味的追求煤炭開采量，忽略了企業(yè)的長遠(yuǎn)、持久發(fā)展。煤礦企業(yè)的管理人員沒有嚴(yán)格審查施工規(guī)程，沒有全面落實(shí)相關(guān)的質(zhì)量監(jiān)督制度，也就無法保證巷道掘進(jìn)速度和作業(yè)安全、施工質(zhì)量。還有一些煤礦企業(yè)的管理理念非常落后陳舊，沒有與時俱進(jìn)的了解最新的巷道掘進(jìn)技術(shù)、工藝和設(shè)備，很大程度上制約了煤礦掘進(jìn)效率。

二、開脫巷道掘進(jìn)速度的有效對策

以某煤礦二采區(qū)4#軌道巷工程為例，巷道沿著煤層的底板掘進(jìn)，掘進(jìn)區(qū)域4#煤層的厚度是1.25～1.6m，平均厚度1.4m，煤層的傾角是2°～6°，平均傾角4°。煤層不斷的涌出瓦斯，存在煤塵爆炸風(fēng)險。巷道的設(shè)計是半圓拱形，掘進(jìn)寬度、高度分別為4.4m與3.9m，墻高1.7m，拱高2.2m，支護(hù)采用的是錨、索、網(wǎng)、鋼筋圈梁聯(lián)合的方式，支護(hù)完成后進(jìn)行噴漿，要求噴漿的厚度至少達(dá)到100mm，初噴之后馬上進(jìn)行工作面作業(yè)，復(fù)噴滯后的工作面控制在50m以內(nèi)。施工之前先進(jìn)行鉆探作業(yè)，每次需要布設(shè)三個孔深為120m的鉆孔，掘進(jìn)90m。中線和腰線使用的是JZY-3型防爆激光指向儀。兩班輪流作業(yè)，檢修噴漿，作業(yè)方式為三八制。每個月的進(jìn)度最高142m。大斷面的拱形開拓巷道采用炮掘方式，巷道處于背斜構(gòu)造帶的軸部，煤層較薄。如果采用炮掘，煤層頂和底板巖石容易被揭露，造成巷道底鼓。而且巷道的頂板巖層風(fēng)化離層，會增加巷道壓力，若干部位會出現(xiàn)斷錨桿和斷錨索問題，極大的增加了維護(hù)巷道的工作量。為此，該采取采用綜掘機(jī)掘進(jìn)方式，機(jī)械型號是220型，一次成巷。

（一）提高裝備的機(jī)械化水平

在巷道掘進(jìn)施工中，掘進(jìn)的對象主要是硬度較強(qiáng)的煤巖、礦石，作業(yè)過程中的振動沖擊力很強(qiáng)，井下作業(yè)環(huán)境惡劣，因此掘進(jìn)設(shè)備的性能和質(zhì)量必須過硬。我國目前的掘進(jìn)機(jī)制造水平盡管有了很大提高，但一部分元器件仍然依賴于國外進(jìn)口。機(jī)械裝置要盡可能的避免啊串聯(lián)，盡量采用獨(dú)立部件或者組建的方式，還可以采用模塊組裝、嵌裝式結(jié)構(gòu)，以此來簡化機(jī)械組裝的結(jié)構(gòu)，不僅方便拆卸，而且還能增強(qiáng)機(jī)械的可靠性，提高掘進(jìn)機(jī)的調(diào)機(jī)效率。

（二）提高錨桿的支護(hù)水平

錨桿施工過程中，支護(hù)參數(shù)始終在發(fā)生變化。所以要參考錨桿的受力情況、施工現(xiàn)場的圍巖特點(diǎn)來監(jiān)管錨桿支護(hù)工作，靈活的調(diào)整支護(hù)參數(shù)，以減少施工時間，節(jié)約材料。具體施工中，要以現(xiàn)場的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為基礎(chǔ)，采用有利于提高掘進(jìn)效率的錨桿支護(hù)方式，同時又能降低施工強(qiáng)度，提高施工安全性。比如使用一些強(qiáng)度高的錨桿，以充分保障巷道掘進(jìn)工作可以順利進(jìn)行。

（三）完善運(yùn)輸方式

通過增加運(yùn)輸軌道來保證巷道掘進(jìn)需要的材料、設(shè)備可以及時達(dá)到現(xiàn)場，還可以采用底膠帶輔助的運(yùn)輸方式，以節(jié)約運(yùn)輸時間，提高施工效率。無極繩絞車運(yùn)輸設(shè)備是一個很好的選擇，該設(shè)備的優(yōu)勢是速度快、靈活性強(qiáng)、安全性高，為巷道掘進(jìn)工作的順利施工奠定了良好基礎(chǔ)。

（四）提升操作人員的技術(shù)水平

結(jié)合巷道的巖性來設(shè)計截割軌跡，上崗前，綜掘機(jī)的司機(jī)要接受專業(yè)培訓(xùn)，熟悉設(shè)備的工作原理，熟練掌握操作技巧。定期檢查、維修設(shè)備，比如施工中使用的運(yùn)輸設(shè)備、綜掘機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)、風(fēng)動錨桿鉆機(jī)等都要進(jìn)行定期維護(hù)，以免機(jī)械損壞而中斷施工，降低掘進(jìn)速度。此外，還要強(qiáng)化施工人員的培訓(xùn)，要求熟悉施工環(huán)節(jié)和程序，具備現(xiàn)場組織和協(xié)調(diào)能力。

三、結(jié)束語

在煤礦施工中，巷道掘進(jìn)是重要的作業(yè)項(xiàng)目，直接影響著煤礦開采效率與開采的安全性。因此，煤礦企業(yè)應(yīng)該從技術(shù)、設(shè)備、運(yùn)輸方式、人員培訓(xùn)等各方面采取有效措施，以提高巷道掘進(jìn)效率，促進(jìn)我國煤礦事業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

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