影響煤礦巷道掘進(jìn)速度的因素分析及解決對(duì)策研究

＊秦會(huì)錦

（山西潞安集團(tuán)余吾煤業(yè)有限責(zé)任公司 山西 046199）

引言

我國煤炭行業(yè)逐步提高推進(jìn)工作面的掘進(jìn)速度，所以也相應(yīng)提高了生產(chǎn)煤炭的數(shù)量，因此影響煤礦高效高產(chǎn)的因素主要有兩個(gè)：失調(diào)的采掘比例以及掘進(jìn)巷道的快慢速率。我國采煤工作面的技術(shù)比掘進(jìn)巷道的水平要領(lǐng)先許多，所以采掘方面出現(xiàn)了一定程度的接替緊張，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到生產(chǎn)煤炭的基本數(shù)量要求。研究人員重點(diǎn)研發(fā)了掘進(jìn)設(shè)備的優(yōu)化方法，呈現(xiàn)的設(shè)備種類可以實(shí)現(xiàn)多樣化的掘進(jìn)巷道，同時(shí)也在提升支護(hù)巷道的水平，確保了施工場所狹小范圍作業(yè)的安全性。本文探討的某礦巷道屬于潞安集團(tuán)，重點(diǎn)分析了掘進(jìn)時(shí)組煤皮帶對(duì)快速進(jìn)行巷道掘進(jìn)的影響程度，并以此制定了相應(yīng)的掘進(jìn)措施，包括管理水平和支護(hù)形式以及掘進(jìn)設(shè)備和工藝等方面，經(jīng)驗(yàn)證，可以實(shí)現(xiàn)巷道掘進(jìn)的高效性和快速性。

1.概況

本礦的皮帶組煤巷主要位于南區(qū)左翼，運(yùn)輸?shù)钠漤泛兔阂彩窃诠ぷ髅娴慕M煤區(qū)為南區(qū)左翼進(jìn)行服務(wù)，包括敷設(shè)供水管線和壓風(fēng)以及和通風(fēng)行人還有排水等。在大巷左翼東側(cè)的南區(qū)進(jìn)行皮帶巷的集中布置，皮帶巷集中在南區(qū)進(jìn)行施工開口，連續(xù)1308.9m直到風(fēng)氧化帶的井田邊界地方。設(shè)計(jì)3.5m×5.4m的矩形巷道斷面，在9號(hào)和10號(hào)的太原組石炭煤系統(tǒng)進(jìn)行布置，穩(wěn)定的煤層賦存是大斷面巷道，掘進(jìn)時(shí)碰到的斷層差不多有十條，約有0.4m至6m的斷層落差，無法判斷要素信息，向斜軸部的開口斷層位置大概是100m至150m。

2.巷道掘進(jìn)快慢的幾個(gè)影響因素

礦井回采工作面的進(jìn)度由掘進(jìn)巷道的快慢程度而決定，施工過程由多方配合完成巷道掘進(jìn)。

(1)地質(zhì)條件

煤層9號(hào)和10號(hào)里布置了皮帶巷，因?yàn)檩^差的巷道圍巖以及松軟的煤體，所以抗壓煤體的程度不高，因此掘進(jìn)時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)片幫或者冒頂，需要較難的支護(hù)措施，嚴(yán)重拖慢了掘進(jìn)巷道的進(jìn)度，影響巷道穩(wěn)定性；掘進(jìn)泥巖的直接底，容易發(fā)生后方底鼓的情況，必須人工臥底，否則也會(huì)影響掘進(jìn)巷道的效率及安全；掘進(jìn)時(shí)發(fā)生的斷層，因?yàn)閿鄬犹幖袘?yīng)力并發(fā)育節(jié)理，所以會(huì)出現(xiàn)冒頂現(xiàn)象，也會(huì)影響巷道的支護(hù)程度，降低掘進(jìn)巷道的速度。

(2)掘進(jìn)設(shè)備和方式

煤巷掘進(jìn)巷道的速度與選擇的掘進(jìn)方式直接相關(guān)，選擇巷道掘進(jìn)的方式是綜掘方式，可以促進(jìn)巷道的掘進(jìn)。而掘進(jìn)設(shè)備可以保證巷道掘進(jìn)的快慢，掘進(jìn)設(shè)備的選擇與地質(zhì)現(xiàn)場條件相關(guān)，假設(shè)未根據(jù)地質(zhì)選擇設(shè)備，地質(zhì)環(huán)境會(huì)損壞機(jī)械設(shè)備，設(shè)備頻頻出現(xiàn)故障，最終無法持續(xù)工作，所以會(huì)降低施工工藝，并且會(huì)拖慢巷道掘進(jìn)；而合理的選擇會(huì)使設(shè)備連續(xù)工作，并可以收獲好的施工工藝，確保掘進(jìn)巷道的順利進(jìn)行。

(3)選擇的支護(hù)參數(shù)

支護(hù)工序在掘進(jìn)巷道時(shí)需要花費(fèi)50%至60%左右的時(shí)間，掘進(jìn)快慢直接被支護(hù)快慢而決定。支護(hù)參數(shù)選擇的合理會(huì)加快支護(hù)工序的快慢程度，同時(shí)增加支護(hù)巷道的質(zhì)量；增設(shè)臨時(shí)支護(hù)，不僅確保了操作人員的人身安全，還可以促進(jìn)順利支護(hù)進(jìn)度，加快掘進(jìn)程度。

(4)操作者的綜合素質(zhì)

順利保證巷道掘進(jìn)的施工效率有一個(gè)前提是井下操作者具備的綜合素質(zhì)高低程度，工作的責(zé)任心以及操作掘進(jìn)設(shè)備的程序都是綜合素質(zhì)的表現(xiàn)。主觀能動(dòng)性一般體現(xiàn)在操作者責(zé)任心強(qiáng)的身上，精益求精的完成工作，互相配合的施展進(jìn)度，可以高效的增進(jìn)施工工序，以及順利的施展工作；相反，則會(huì)拉低掘進(jìn)巷道的快慢程度。

(5)管理水平

掘進(jìn)巷道的重要影響因素是管理人員水平的高低。倘若管理人員具備較高的水平，可以積極地調(diào)動(dòng)職工的工作態(tài)度，使每道施工的安排可以實(shí)現(xiàn)合理的銜接，減少循環(huán)作業(yè)時(shí)間，杜絕出現(xiàn)窩工后果，加快掘進(jìn)巷道的程度；倘若管理者具備較低的水平，會(huì)出現(xiàn)交叉平行的工序無法順利作業(yè)，從而導(dǎo)致員工生出抵觸思想，延長循環(huán)作業(yè)時(shí)間，致使掘進(jìn)效率低下。

3.加快巷道掘進(jìn)的方案

為了加快煤皮帶巷下組掘進(jìn)速度，實(shí)際勘察后，分析了減慢巷道掘進(jìn)的原因，并制定了相關(guān)的措施予以改進(jìn)，確保順利的開展掘進(jìn)工作。

(1)設(shè)計(jì)施工準(zhǔn)備工作

制定掘進(jìn)巷道前的施工工作有：地質(zhì)煤礦的相關(guān)工作者需要提前標(biāo)注開口皮帶巷的方位，以及中腰線的位置；進(jìn)行巷道的鉆探及綜合物探，以便了解地質(zhì)和水文情況，及時(shí)處理隱患問題，確保安全施工；制定措施及時(shí)調(diào)整斷層；優(yōu)化通風(fēng)機(jī)構(gòu)，施工周圍合理安排排水管路和風(fēng)管、鉆桿和水管、錨頭和風(fēng)鉆以及支護(hù)材料等，進(jìn)行整齊擺放；施工前接通風(fēng)水管路，并確保暢通，達(dá)到施工正常。

(2)掘進(jìn)設(shè)備和方式的合理選擇

探索實(shí)際的地質(zhì)環(huán)境，掘進(jìn)的皮帶巷下組煤的開口巷道選擇炮掘方式，煤頂板9號(hào)選擇綜掘方式進(jìn)行施工。掘進(jìn)皮帶巷的工作面選擇的綜掘機(jī)型號(hào)是EBZ-200H，運(yùn)輸設(shè)備也選擇與之配套的，機(jī)載轉(zhuǎn)載機(jī)的煤利用綜掘機(jī)鏟板裝運(yùn)，利用多個(gè)膠帶輸送機(jī)進(jìn)行連接運(yùn)輸，最終地面接收到煤矸石。綜掘機(jī)的截割使用往復(fù)橫向方式完成施工，0.5m的截割頭可以達(dá)到0.6m以內(nèi)的進(jìn)刀深度，預(yù)留兩幫是0.2m，3m的循環(huán)進(jìn)度，每個(gè)循環(huán)需要六刀，煤巖1m才是巷道底部，比較適合頂錨桿施工。

(3)支護(hù)參數(shù)的選擇

圖1是皮帶巷道的支護(hù)設(shè)計(jì)圖。

圖1 皮帶巷道支護(hù)設(shè)計(jì)示意圖（單位：mm）

掘進(jìn)施工時(shí)的支護(hù)方式選擇順序永久的支護(hù)進(jìn)行掘進(jìn)，可以安全的施工。巷道掘進(jìn)時(shí)需要臨時(shí)支護(hù)，板梁選擇支護(hù)的支柱是單體液壓內(nèi)注式DN28-250/90型。循環(huán)3m的零點(diǎn)班和四點(diǎn)班進(jìn)度，0.3m的空頂最小距離以及3.3m的空頂最大距離；檢修班是八點(diǎn)班。依據(jù)設(shè)計(jì)理論選擇巷道支護(hù)方式，結(jié)合煤巖體穿越施工巷道的性質(zhì)，選擇的支護(hù)方式是錨索聯(lián)合錨網(wǎng)梁的支護(hù)，利用的設(shè)計(jì)理念是教授單仁亮在中國礦業(yè)大學(xué)研究的一體化錨索錨桿，選擇設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)時(shí)，需要同排布置錨桿和錨索，才可以藕合的實(shí)現(xiàn)錨索和錨桿產(chǎn)生的應(yīng)力拱效果，不僅減少了巷道成本，還可以安全快速的掘進(jìn)巷道。

(4)工序的合理性

在支護(hù)和掘進(jìn)巷道時(shí)，選擇平行交叉的作業(yè)方式。采用一掘一錨的傳統(tǒng)方式作業(yè)，施工時(shí)頂板鉆孔不可同步進(jìn)行幫部鉆孔，因?yàn)橛绊懱?。合理調(diào)整實(shí)際的地質(zhì)情況，保證好的頂板狀態(tài)時(shí)，作業(yè)方式還是一掘一錨，支護(hù)方式優(yōu)先頂板支護(hù)，隨后是幫部支護(hù)，作業(yè)施工時(shí)增加空間，才可以聯(lián)網(wǎng)工作同步完成頂板及幫部的鉆孔，滿足循環(huán)的整體時(shí)間要求；幫部與頂板不具備好的條件時(shí)，需要換回以前的作業(yè)方式。

(5)加強(qiáng)管理水平

需要培訓(xùn)員工的安全與技術(shù)后，再進(jìn)行施工掘進(jìn)巷道。管理者需要具備的管理班組理念先進(jìn)時(shí)效，確保所有員工具備合格的職業(yè)技術(shù)與文化素質(zhì)，工資分配選擇合理的制度，達(dá)到所有職工積極的生產(chǎn)。掘進(jìn)時(shí)確保所有職工各司其職，操作要嚴(yán)格依據(jù)操作規(guī)程，確保所有要求和每道工序都可牢記于心，互相配合才能施工順利。

4.分析經(jīng)濟(jì)效果

優(yōu)化掘進(jìn)皮帶巷的下組煤措施后，采用的理念是安全第一、以人為本，實(shí)現(xiàn)了好的巷道成型，達(dá)到了快速掘進(jìn)巷道的目的。施工現(xiàn)場的工程實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)文明達(dá)標(biāo)，收獲的嘉獎(jiǎng)是生產(chǎn)科與礦安監(jiān)科，明顯降低了“三違”的設(shè)備數(shù)量，減少了失調(diào)的采掘比例，促進(jìn)了生產(chǎn)效率，收獲了不錯(cuò)的安全保障及經(jīng)濟(jì)效益。

5.結(jié)論

（1）掘進(jìn)巷道的幾個(gè)主要影響因素有：實(shí)際管理水平和員工綜合素質(zhì)的高低以及選擇的支護(hù)參數(shù)和掘進(jìn)方式，還有巷道實(shí)際的地質(zhì)環(huán)境。

（2）掘進(jìn)皮帶巷時(shí)，制定了相關(guān)措施進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，收獲了效果好的巷道成型，達(dá)到了掘進(jìn)的快速性以及生產(chǎn)效率的高效性，降低了失調(diào)的采掘比例，可以有效的促進(jìn)巷道施工，具備一定的借鑒意義。