煤矿大断面巷道快速掘进技术研究

柳元杰

摘  要：研究煤矿大断面巷道的快速掘进技术，有利于提高掘进效率并降低工程施工过程中安全事故的发生率。为此，本文从影响巷道快速掘进的各方面主客观因素分析入手，找出巷道快速掘进时可优化的切入口，在此基础上提出较为全面的技术改进策略，涉及相关人员、设备设施以及实施方法等，从而奠定制定可操作的掘进方案的理论基础。

关键词：煤矿大断面;巷道快速掘进;技术改进

引言

一直以来，大断面巷道掘进工程主要以打眼、出矸和支护为主，这三个环节彼此之间关系紧密、不可分割，且都涉及人员和时空因素，受其影响。但从目前情况来看，人员和时空因素之间出现失衡现象，对矿井巷道掘进产生了极大的不利影响。考虑到矿井施工的安全性、系统性和效率性，建议合理安排人员和时空条件，基于矿井实情投入使用更为先进的掘进技术，优化掘进方案，保证巷道掘进工作的安全如期完成。

一、煤矿大断面巷道快速掘进的主客观影响因素

（一）地质因素

地质是影响巷道快速掘进的基本和客观因素。一般煤矿都位于地质较为复杂的地带，掘进工作也会给周边地质带来一定变化，反过来也会影响掘进工作的进行，如断裂、落石等。同时，若岩体较硬，掘进过程就非常困难;岩体裂隙演化，不利于支护工作进行。更重要的是，地质因素的不稳定会给施工过程带来安全隐患，如瓦斯涌出、水害等。可见，事先调研所要掘进的巷道的周边地质很有必要。

（二）技术因素

在技术方面，主要包括掘进与运输机械的配置、相关工艺的选择等[1]。目前我国正进一步研发和更新掘进设备，不过在具体配置和投入使用过程中，部分传统问题仍为解决，新的问题也不断出现。特别是受地质因素的不良影响，不少巷道掘进过程危险系数偏高，此时选对掘进设备和运输机，是保证按时又能高质量地产出的关键。另外，在支护和掘进方面，技术的优化也非常重要。考虑到同时进行的其他工作特别是较为耗时的工作，建议必须合理安排工艺，尽可能地缩小时间差。对于巷道质量和支护来说，良好且先进的工艺能够保质保量保安全，避免频繁返工，简化施工环节，节省施工成本。

（三）管理因素

大部分掘进工作都存在一个思维误区，就是把不良后果的原因归结为技术落后，未能充分意识到管理工作的重要性。掘进管理工作比较琐碎，员工培训、定期奖惩以及合理安排工作时间等，都囊括其中。传统的掘进管理问题百出，这也是之后引进了良好装备和工艺后，却仍未能取得预期效果的主要原因。所以必须优化掘进管理工作，使员工具备基本的综合素质，与良好技术相辅相成，进而提高煤矿的产出量。

二、煤矿大断面巷道快速掘进技术改进策略

（一）掘进机截割技术改进

第一，假如目标巷道位于岩体稳定区域，一般认为岩体较硬，结构较完整。当周边岩体还未进一步发育时，建议以中心为切入口，而后延伸到附近岩体。对于尺寸较大的巷道断面快速掘进而言，这样的截割方式，能够截割出相对有形、质量较高的巷道断面，保证稳定、有序落煤，附近岩体受到的影响也较小，一定程度上提高了安全性。

第二，假如目标巷道的顶板出现不少裂隙，一般认为岩体极易受到影响，所以及时的支护工作必不可少，为掘进工作提供保障。建议先按照从下到上的蛇形路线截割30%宽度的巷道，再以相同路线截割剩下的部分。这样的截割手段能够保证处于悬空状态的巷道顶板及时得到解放，使支护发挥更大的作用，且能够大大节约巷道掘进的时间。

第三，假如目标巷道地应力很大，同时两帮不够坚硬，一般认为发生片帮的可能性较大，此种情况下，建议从巷道中部入手进行截割，接着有序刷巷道两帮。如此一来，两帮就不会暴露太久，围岩活动的可能性降低，稳定性升高，这对于巷道两帮的支护工作发挥预期作用非常重要。

（二）支护技术改进

如果煤矿仍沿用锚杆与锚索相结合的支护手段，为保证巷道掘进工作的安全有效进行，应按照先顶板厚两帮的顺序来实施支护工作，同时要做到支护和检测分别是一排，严格保证每一个支护环节都合格、无误。对于掘一排再锚一排的巷道掘进工程而言，该种支护方式效果明显，较为适合。不过考虑到煤矿的基本情况，包括巷道的高度、宽度和周边的地质状况等，建议引进掘进机施工，先掘上半部分，掘出两排，然后将临时支护逐步由外到里完成布设，接着为了加固顶板，由里到外打设锚杆与布设锚索[2]。上述步骤为一环节，完成后，依次重复，直至掘进6排，而后着手两帮维护工作，保证其安全、稳固，再重复上述掘进两排并布设支护的工作。采用该种支护方式，可大大提升掘进效率。

（三）巷道快速掘进管理模式改进

具体实施巷道掘进工作时，需要到位的管理工作加以辅助，这样才能保证资源的合理利用和良好效果的取得，更重要的是能够降低掘进工作的危险性。

第一，制定合理的劳动制度。根据每个煤矿的生产实情，选用“三八”工作制或“四六”工作制[3]，同时良好规划各班次进行交接的时间以及相关准备工作。举例来说，为了使巷道掘进工作时间充裕，在交接班时可做一些基本的零碎工作，如设备维修等。

第二，保证技术服务科学到位。实时掌握巷道测量的进程，统一收集和分析所有测量数据，以此作为巷道掘进的依据。另外，测量仪器要定期进行检验校准，及时发现故障，保证每次测量的精准，进而保证巷道掘进的准确高效。

第三，加强员工培训的力度。培训应覆盖与掘进工作有关的一切工作人员，包括司机、施工人员等。岗前培训和定期考核相结合，确保每位工作人员都具备基本或较高的操作技能，能够在保证质量的前提下，按时甚至超时完成掘进工作。

第四，出臺公平的奖惩考核方案。奖惩分明是激励工作人员认真对待工作的重要手段，其所依据的是定期的质量考核。日常表现良好、业务成就突出的团队或个人，都应得到相应的奖励，反之则应受到应有的惩罚。也可适当举办知识或技能竞赛，给取得胜利的人一定的嘉奖，也能起到较好的激励作用。

三、结论

煤矿大断面巷道快速掘进受客观的地质、技术以及主观的管理等因素影响，为保证高效、安全地完成掘进工作，建议根据煤矿实际情况，考虑围岩性质，优化相关技艺，改善管理工作，在此基础上制定科学合理的掘进方案。

参考文献

[1]  张海建.浅析煤矿大断面巷道快速掘进技术[J].企业技术开发，2019（5）：96-98.

[2]  赵留安.煤矿大断面巷道快速掘进技术分析及优化[J].农业工程与能源，2018.7（下）：180，184.

[3]  田双.煤矿大断面巷道快速掘进技术研究[J].煤矿现代化，2018（1）：34-36.