煤礦巷道快速掘進施工技術(shù)研究

田衡山

摘要：長期以來，我國煤礦生產(chǎn)中巷道掘進的速度，一定程度上影響著采區(qū)接替銜接，影響著煤礦的生產(chǎn)效率。提升巷道掘進速度，實現(xiàn)高效快速掘進已成為煤礦生產(chǎn)急需解決的重要問題。巷道快速掘進技術(shù)的科學(xué)研究運用，能夠有效提高作業(yè)效率，提升掘進速度，對煤礦高產(chǎn)高效起到了良好的推動作用。

Abstract： For a long time， the speed of roadway excavation in the production of coal mines in China has affected the succession and connection of mining areas to a certain extent， and affected the production efficiency of coal mines. Increasing the speed of roadway excavation and realizing high-efficiency and rapid excavation has become an important issue that urgently needs to be solved in coal mine production. The scientific research and application of roadway rapid excavation technology can effectively improve operation efficiency and increase the speed of excavation， which has played a good role in promoting the high production and efficiency of coal mines.

關(guān)鍵詞：煤礦巷道;快速掘進;技術(shù);科學(xué)

Key words： coal mine roadway;rapid excavation;technology;science

中圖分類號：TD823? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）32-0144-02

0? 引言

中煤十處在陜西延安市禾草溝煤業(yè)公司施工巷道開拓工程，目前正在施工5#煤層西翼大巷開拓延伸工程，為3#煤層的開拓開采做準(zhǔn)備。由于該礦生產(chǎn)能力從300萬噸技能擴改為500萬噸，為了保證采區(qū)能有序接替銜接，對巷道開拓掘進速度提高提出了更高的要求。然而，掘進速度一直都是限制其高質(zhì)量發(fā)展和對工作面接續(xù)造成影響的最重要因素，所以如何提高巷道的實際掘進速度對未來的開采生產(chǎn)有著非常重要的意義。論文根據(jù)煤礦的實際情況，主要對開拓工程快速掘進施工產(chǎn)生影響的因素進行了全面分析，然后把現(xiàn)有技術(shù)措施的特點和不足結(jié)合起來，針對影響因素探索出有效提升煤礦開拓工程快速掘進施工的技術(shù)、工藝方法，這對提升煤礦開拓工程掘進的速度，提高煤礦企業(yè)的效益，服務(wù)社會需求都具有十分重要的作用和意義。

1? 影響煤礦開拓掘進工程快速施工的各種因素

1.1 施工人員素質(zhì)

施工作業(yè)人員是否有扎實的理論知識，較高的操作技能，較強的安全意識和素養(yǎng)，以及積極的工作態(tài)度，在很大程度上決定著工作效率的高低，會對掘進工程的施工速度產(chǎn)生顯著的影響。

1.2 施工組織管理水平

對于掘進施工的管理人員而言，如果他的專業(yè)的管理能力不足，會導(dǎo)致制定的工作制度不完善，施工人員勞動強度大，保證不了合理休息，造成工作效率不高，掘進速度降低。導(dǎo)致施工組織管理不科學(xué)，影響巷道掘進的速度和質(zhì)量。導(dǎo)致對現(xiàn)場的監(jiān)管不到位，項目中頻頻發(fā)生問題，較大程度延誤掘進進度。

1.3 機械設(shè)備因素

在掘進設(shè)備技術(shù)水平方面，智能化、自動化不斷提升，但是配套機械設(shè)備選擇不匹配、不完善，生產(chǎn)過程中就會限制部分高智能、高自動化設(shè)備不能有效發(fā)揮先進技術(shù)的作用和效能，影響到巷道快速掘進效率的提升。沒有根據(jù)地質(zhì)條件和巷道斷面合理選擇機械設(shè)備，就會對掘進施工的順利推進造成不利影響。

1.4 施工工藝

當(dāng)前我國煤礦開拓工程的快速施工技術(shù)還不夠發(fā)達，尚處于比較落后的水平，特別是巷道掘進、支護工序占用的時間最多，掘進和支護工藝不發(fā)達不科學(xué)不合理，是影響巷道掘進速度面臨最突出的問題之一。

1.5 地質(zhì)條件

在施工過程中，掘進速度會受到水文地質(zhì)條件的影響，如巖石硬度、圍巖構(gòu)造、頂板巷幫穩(wěn)定性、掘進工作面涌水量和瓦斯含量等都會對施工進度造成一定的影響。

2? 提升快速掘進水平的措施

2.1 加強職工教育培訓(xùn)，提高施工隊伍素質(zhì)

機械化自動化快速掘進和支護需要職工進行設(shè)備操作，施工操作人員素質(zhì)高低，對所掘巷道掘進進度、工程質(zhì)量影響較大，并且也直接影響煤礦最終的效益。機電維修作業(yè)人員技術(shù)能力關(guān)系到設(shè)備設(shè)施能否良好運行，是決定是否能夠正常施工，影響掘進進度的重要因素。要想確保作業(yè)效果，就必須對各作業(yè)工種進行專業(yè)、嚴(yán)格的理論和實操培訓(xùn)，通過創(chuàng)新培訓(xùn)方式、優(yōu)化培訓(xùn)內(nèi)容、嚴(yán)格培訓(xùn)考核，全面提高員工的理論素養(yǎng)和實操技能，發(fā)揮好主觀能動性，實現(xiàn)快速掘進、保證施工質(zhì)量。

2.2 提升管理人員素質(zhì)，加強施工組織管理

火車跑得快，全靠車頭帶。提高施工進度，需要施工負責(zé)人、區(qū)隊長、班組長等管理人員，有較高的施工決策正確度，施工組織科學(xué)性，施工各方面協(xié)調(diào)能力，施工重點難點解決能力，就需要引進和培養(yǎng)具有較高學(xué)歷，較高組織能力、管理能力、培訓(xùn)能力，管理經(jīng)驗豐富的各層級管理人員，發(fā)揮好關(guān)鍵少數(shù)人才科學(xué)協(xié)調(diào)組織的積極作用。

加強施工組織，要抓好正規(guī)循環(huán)作業(yè)，在巷道掘進過程中，將各個工序工作持續(xù)時間，先后順序，以及相互銜接關(guān)系，科學(xué)周密制定并形成模式化，使全體施工人員熟記于心，一環(huán)緊扣一環(huán)地進行操作，有序完成全部工序和工作量，有效推進施工進度;抓好多工序平行作業(yè)，掘進、出貨、支護、噴漿、材料運輸、延伸皮帶、延接管路等工序，盡多組織平行作業(yè)，有效縮短總工序時間;施行班組小班分配，主要就是把職工報酬與施工質(zhì)量和工作量等勞動成果相關(guān)聯(lián)，質(zhì)量達標(biāo)，工作量高，報酬就高，反之報酬就低，可有效提高職工的積極性，防止磨洋工的現(xiàn)象發(fā)生;做好崗位分配，安排工作做到三定（定員定崗定位），讓每一位職工在技術(shù)最拿手、操作最熟練的崗位上施工，有效提高施工效率。

2.3 改進機械設(shè)備，加強維護保養(yǎng)

在巷道掘進作業(yè)過程中，根據(jù)地質(zhì)條件、巖體硬度、巷道斷面，應(yīng)選擇結(jié)構(gòu)、特性與掘進巷道地質(zhì)條件相適應(yīng)的掘進設(shè)備，并將測量、掘進、出貨、巷道支護、材料運送、通風(fēng)、除塵、供排水、供電系統(tǒng)等設(shè)備設(shè)施合理配套，形成一條相互配合、效率較高、連續(xù)均衡生產(chǎn)且完整的生產(chǎn)掘進系統(tǒng)，予以實現(xiàn)巷道掘進、運輸、轉(zhuǎn)載、支護等高效率機械化作業(yè)，對推進巷道掘進速度起著十分重要的作用。

①選擇適宜掘進工作面工作狀況的掘進機，提高巷道掘進效率。掘進機做為進行巷道快速掘進的主要設(shè)備，應(yīng)盡量選擇切割能力強、效率高、穩(wěn)定性好、堅固耐用、運行安全可靠、操作和維修維護方便，在多種條件下都能使用的設(shè)備。目前該煤礦大巷掘進選用EBZ200H型和EBZ260H型掘進機，可以安全穩(wěn)定高效的實施掘進。

②提高支護效率。支護設(shè)備采用錨桿鉆車、鑿巖機或單體錨桿鉆機。錨桿鉆車施工效率高，是單體錨桿鉆機的122%;施工質(zhì)量高，鉆車扭矩力245N·m，鎖緊力大，基本消除了失錨現(xiàn)象，并減少了二次緊固消耗時間;安全系數(shù)高，鉆車使用液壓前探梁支護空頂處，且支護空頂處時人員均位于已支護完好的安全位置，防止空頂處的活矸掉落傷人，增加了作業(yè)人員安全系數(shù);作業(yè)環(huán)境改善，降低了支護時的噪音強度與粉塵污染，并且打眼工不再因鉆眼施工淋水濕袖子濕衣服，有利于職工身體健康。降低勞動強度，單體錨桿鉆機需要2人配合，且需要頻繁挪移位置，鉆車只要一個人操作控制開關(guān)就可以輕松換鉆眼位置施工。單體錨桿鉆機、鑿巖機施工效率較低，特別對那些頂板質(zhì)量相對較差的巷道，會嚴(yán)重影響到速度，但是有使用靈活性高的優(yōu)點。因此，支護采用以錨桿鉆車為主，單體錨桿鉆機、鑿巖機為輔的科學(xué)搭配支護方式，可以較好效果地提高支護速度、施工質(zhì)量和安全系數(shù)，并有效降低勞動強度、改善作業(yè)環(huán)境。

③選擇與掘進機相匹配的運輸設(shè)備，確保裝運速度與掘進保持同步，也是保證掘進效率的重要環(huán)節(jié)。出貨采用皮帶系統(tǒng)，具有連續(xù)性，能夠充分滿足巷道快速掘進。材料運輸沒有連續(xù)性要求，采用防爆膠輪車運送能夠滿足快速掘進的使用。

④提高設(shè)備系統(tǒng)的完好率和開機率。再好的機械設(shè)備一旦出現(xiàn)問題不能正常運轉(zhuǎn)，將嚴(yán)重影響施工進度，因此提高掘進機、皮帶、錨桿鉆車等設(shè)備系統(tǒng)的完好率和開機率非常關(guān)鍵。必須做好對設(shè)備的研判評估，對需要入井設(shè)備的安全、質(zhì)量、適宜性、完好性等嚴(yán)格把關(guān)，進行綜合研判評估;對井下正在使用的設(shè)備的運行情況進行分析評估，對存在的問題做到早發(fā)現(xiàn)、早研判、早采取措施，確保設(shè)備安全高效運行，為快速掘進打好基礎(chǔ);嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)操作手冊做到規(guī)范操作，不得超荷載使用設(shè)備設(shè)施，并做好設(shè)備設(shè)施的日常保養(yǎng)，確保降低設(shè)備的損壞率;強化對機械設(shè)備設(shè)施系統(tǒng)的維護及檢修效果，既要配強技術(shù)達標(biāo)的機電維修人員，做到機械設(shè)備有問題了一定能修好，又要三班配齊機電維修人員，做到機械設(shè)備有問題了能及時處理，才能確保不影響生產(chǎn)。

2.4 合理優(yōu)化施工工序，提升掘進和支護效率

①推行“一次成巷”工藝。在掘進支護過程中，將質(zhì)量驗收關(guān)口“前移”，嚴(yán)格控制巷道成型、支護質(zhì)量，盡量避免超挖欠挖現(xiàn)象，為一次成巷創(chuàng)造前提條件;在噴漿成巷過程中，嚴(yán)格按設(shè)計尺寸掛線噴漿，保證巷道平整度;把掘進、錨網(wǎng)支護、錨索支護、噴漿支護四個分項工程視為一個整體，有機地結(jié)合起來，在一定距離內(nèi)，按設(shè)計規(guī)定的巷道尺寸及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等要求，前后連貫地實施最大可能的平行作業(yè)，做到一次成巷，不留尾工。

②合理調(diào)控循環(huán)進度。為了提高掘進效率，頂板圍巖條件好時，將掘進工作面掘進循環(huán)進度在確保安全的前提下調(diào)控為最大化，在相同數(shù)量的循環(huán)下提高單進水平。

③優(yōu)化支護工藝。在滿足安全生產(chǎn)的前提下，錨桿間排距優(yōu)化到最大化;盡量采用錨桿鉆車，配合使用單體錨桿鉆機和鑿巖機時盡量增加同時作業(yè)的數(shù)量，并定位、定人、定鉆，有效提高支護效率。

2.5 超前地質(zhì)探測，提前制定應(yīng)對方案

在水文地質(zhì)因素影響方面，要超前對掘進范圍的水文地質(zhì)情況進行探測勘察，根據(jù)探測勘察情況采取有效應(yīng)對措施，制定科學(xué)合理的施工方案，減少水文地質(zhì)影響，保證施工安全，保證高效掘進。

3? 結(jié)語

煤礦企業(yè)的巷道掘進生產(chǎn)是一項非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其掘進速度與干部職工的素質(zhì)能力、施工管理組織科學(xué)性、掘進設(shè)備的選擇、施工工藝先進性、掘進區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造等息息相關(guān)。在施工過程中，要實現(xiàn)巷道快速掘進，必須根據(jù)自身實際，積極引入科學(xué)的管理機制，強化施工隊伍建設(shè)，優(yōu)化現(xiàn)有班組結(jié)構(gòu)，提升管理人員素質(zhì)能力，加強施工組織管理，制定切實可行的獎罰機制，調(diào)動所有干部職工的主動性和積極性，引進可在復(fù)雜環(huán)境中使用的掘進設(shè)備和相配套的先進機械化設(shè)備設(shè)施，優(yōu)化施工工藝，應(yīng)用超前地質(zhì)探測技術(shù)、提前謀劃應(yīng)對方案，使迎頭掘進、支護、出貨等工序的效率均得到明顯提升，為加快巷道的掘進速度打好基礎(chǔ)，創(chuàng)造適宜的條件，才能極大地提升企業(yè)核心競爭力，推動我國煤礦企業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

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