复杂地质下煤巷快速掘进技术探析

赵延召 夏志锋

摘 要：当前，随着社会的进步，采煤技术朝着机械化、自动化及智能化的方向发展。煤矿井下开采条件复杂，开采时常遇到巷道片帮的问题。因此，本文将重点研究发生片帮的原因，并提出了相应的改进措施。

关键词：快速掘进;片帮;复杂地质

中图分类号：TD263 文献标识码：A 文章编号：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

煤炭资源在我国分布广泛，但人均含量偏少，尤其是工业发展都以煤为能源。因此，需改进煤矿开采技术，提高开采效率，从而促进国家经济发展和提高人们的生活水平。巷道掘进和支护工作影响煤矿开采。通常，采煤是先勘测，再挖掘，最后开采。因此，巷道的安全与否事关员工的生命安全和煤企的长远发展。具体的煤矿开采中，部分巷道距离较长，所处地理位置危险，挖掘和支护时需投入较大成本。随着机械化的引入，煤矿开采技术和设备不断完善，保证了煤矿开采的高效、安全，促进了煤企发展。目前，年产超过万吨的机械化综采工作面已比较常见，需做好复杂条件下煤巷的快速安全掘进。

1 煤巷所处地理环境

某矿所处地理位置海拔较高，西北高于东南，高度差约为500m，S3303工作面开采的3号煤层底板等高线平均为690m。通过计算，该矿煤深约580m。最初预计煤矿巷道走向1 750m，巷道长269m。鉴于该矿较深，瓦斯含量可能较大，爆炸风险较高，设计巷道时，需预留瓦斯回风巷，以防止瓦斯含量过大而影响工作人员的健康。

2 煤矿快速掘进的具体方式

2.1 悬臂式掘进机

利用此设备打开巷道的技术相对比较成熟，兴起于欧洲，但缺点也比较明显，即挖掘速度慢，无法满足当前煤炭开采需求，增加了煤企成本，已被逐渐淘汰。

2.2 连续采煤机组锚杆钻机掘进

该技术起源于美国，应用比较广泛。通过多个煤矿巷道运煤，提高采煤速度，降低煤矿巷道的瓦斯含量，保障工作人员的安全。虽然该技术应用成本较高，但被较多国家用于采煤。

2.3 掘锚联合机组掘进

工业革命后，多数国家开始大力发展工业。煤炭作为主要能源，已供不应求。所以，多数国家开始创新采煤技术。其中，起源于英国的掘锚联合机组掘进技术，加快了采煤速度，满足了市场的煤炭需求，促进了经济发展。

3 片帮原因

煤矿巷道受掘进技术的影响，边缘易发生变形和片帮等问题。其中，变形主要经历五个阶段：第一，影响阶段，掘进之初巷道周边受影响很小;第二，稳定阶段;第三，一次回采影响阶段;第四，一次回采稳定阶段;第五，二次回采稳定阶段。随着掘进的深入，巷道周边受影响变大。巷道掘进时，需经常检查和修缮巷道周边，以避免发生危险事故。

由于开采力度加强且煤企监管不到位，易出现片帮问题。巷道跨度和高度较大，煤层承载能力弱，极易松散和破碎。此外，煤层质地较脆，节理裂隙较多，受掘进应力扰动，易发生片帮。

4 巷道片帮问题解决策略

4.1 短掘短支策略

该方法可有效解决巷道片帮问题，主要施工方式为一次成型。向前切割时，需一次性切割2m;向高切割时，需一次性切割全高，切割线路为S形。短掘短支钢带搭接时，需分段进行，并与岩面充分结合，避免使用木板。该方法减少了空顶时间，延长了巷道的安全时间。需要注意的是，实施快速掘进时，需考验采煤人员的专业能力和心理素质，应多加宣传安全挖掘事项。

4.2 支护技术

支护技术因支护位置的不同而有不同要求。首先，托顶煤时，煤层上至巷道顶板或是以上部位，将损坏巷道，需采取支护方式，以确保巷道的安全。其次，煤层上至巷道顶板时，顶板煤层易坍塌，需采取多样化支护手段，且需根据开采情况设置支护距离，以保证巷道安全。最后，巷道设计时，需以坚固为首要原则，不同阶段采用不同的支护方式，并引入永久支护手段，以确保巷道安全。

4.3 完善煤矿的管理策略

调查研究显示，煤矿开采过程中，工作人员自身的疏忽是导致安全事故发生的重要原因。此外，煤企的管理不善也是發生安全事故的重要原因。煤矿开采时需要开采人员相互配合，关注巷道结构变化，且需要管理人员进行科学管理，做好设备和工具的管理。若管理者不善管理，将致使员工数据和工具数据丢失而影响煤矿安全。

4.4 加强工作人员的安全意识

煤矿安全事故的发生多与员工的不规范操作和安全意识淡薄有关，因此需加强员工安全意识。复杂地质环境中应用快速掘进技术，需告知相关人员注意事项，避免因行为不规范而引发安全事故。煤企管理者需做好安全知识方面的培训工作，同时做好特定危险位置的人员防护工作[1]。

5 结语

地质情况复杂的煤矿开采中，快速掘进技术的引入易导致片帮问题。因此，本文提出了短掘短支策略，减少了空顶时间，增加了保障巷道安全的时间。此外，采取快速掘进技术需加强员工培训工作，提高员工的安全意识和安全技术，以确保煤矿安全生产。

参考文献：

[1]马长乐，袁龙飞，张羽，等.大断面煤巷快速掘进施工工艺[J].煤矿安全，2013（5）：98-100.