巷道快速掘进技术

马爱全

(山西宏厦第一建设有限责任公司，山西 阳泉 045008)

一、煤矿巷道快速掘进工艺现状

巷道掘进施工具体能够分成两部分，分别是掘进部分与支护部分。其中掘进部分的主要内容有掘、装、运等。而目前来说，很多的矿井用的掘进设备基本上都有备掘、装、运等功能，而且掘进设备也越发成熟；而相比较于支护部分来说，其过程和效果情况能够将支护工作详细划分为临时支护与永久支护。其中临时支护就是为永久支护服务的，它的作用主要就是临时防止顶板出现下沉，一般来说，进行永久支护作业会将临时支护撤除。人们在日常生产作业中，经常见到的临时支护设备能够分为棚式临时支护、掘进机载前探式临时支护以及掘锚机组临时支护装置；而永久支护的作用就是长期保护顶板，常见的永久支护方式主要有两种：锚杆支护与锚索支护。

二、煤矿矿井建设中影响巷道掘进速度因素分析

1.地质构造因素

在一些地质构造复杂的地区，如褶皱多，断层多或火成岩侵入等，不仅增加了行驶的难度，还容易造成煤矿安全事故。随着煤矿的开采深度的增加，从煤矿巷道排放的气体量增加，这对于巷道的掘进是非常不利的。瓦斯涌出量的增加，不仅会导致气流中瓦斯超支，还会更加严重地引起煤与瓦斯突出事故。因此，在道路上行驶时，必须始终注意气体浓度，进水量和道路顶板的完整性。

2.驾驶设备因素

煤矿巷道的开挖是通过机械设备完成的，先进的掘进设备有助于巷道快速行驶。与西方发达国家相比，我国重型隧道设备的技术还相对落后，主要体现在设备的自动化程度，集成度和可靠性上。中国的家用掘进设备在掘进过程中设备故障率很高，严重磨损了切削工具，严重影响了煤矿生产的掘进速度。主要是因为中国的煤矿设备制造商尚未掌握一些隧道设备的核心技术，致使地下煤矿的钻孔和喷涂尚未完全实现自动化。

由于掘进设备的落后性，新的支撑技术无法与掘进设备匹配。这种支撑方法易于运输，通风和安装，并且支撑强度也高，但是在施工过程中困难并且难以应用于复杂的地质结构。

3.施工组织的管理因素

为了使煤矿企业的利益最大化，许多企业忽视了科学的建设，忽视了巷道建设中的许多重要法规。制定的许多规范性文件和质量监督文件难以在施工监督过程中发挥有效作用。这就导致了这样一个事实，在掘进过程中，无法按照项目计划有效地执行实施过程，这对煤矿生产的安全性产生了一定的不利影响。

三、提高煤矿巷道掘进速度的方法

1.加强煤矿地质勘查

采用先进的检测技术对巷道基坑进行综合勘探，制定合理科学的施工方案。目前，煤矿常用的地质勘查技术方法包括钻井，地球物理和隧道技术。进行地质勘探时，应根据矿山的实际情况选择合适的勘探方法。勘探的主要内容是重要信息，例如掘进机头前的地质结构，水文地质条件和岩层岩性。从勘探中获得的信息对于安全快速地掘进巷道有很大的帮助，并且可以防止意外发现煤层，防止发生煤与瓦斯突出以及防止突水事故。因此，加强地质勘探是加快掘进速度的必要手段。

2.采用先进的驾驶设备

前进是煤矿生产的持续保证。因此，煤矿企业应根据自身的地质条件和工作环境选择合适的掘进机。煤矿企业要长远眼光，引进先进的掘进设备，并根据矿区的实际经济情况进行自主研发。挖掘时，必须不断优化挖掘和支撑技术。只有这样，我们才能不断提高挖掘速度。此外，我们应该学习和引进新技术和方法，以促进煤矿掘进速度的提高。

3.深孔爆破技术

目前，爆破技术是岩巷掘进的一种重要方法，主要是放顶和燃烧。煤矿企业应根据不同的地质条件研究爆破工艺参数，并选择合适的井深和装药结构。采用中，深孔爆破技术可以有效提高开挖速度，增加一次开挖量，减少钻孔工作时间，优化岩石加载时间。因此，中孔爆破技术是可以推广的快速隧道技术。

4.加强施工组织管理

没有有效的组织和管理，将严重影响隧道施工。因此，煤矿企业应当制定合理的程序，并安排适当的人员进行掘进过程。这样不仅可以提高开挖速度，而且可以保证工人的生命安全。最有效的方法是执行并行操作，并跨越多个过程，例如同时进行支撑和掘进，同时进行加载和钻井。

5.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。

6.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。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。

7.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，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，出台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懲罚。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。

结束语

采掘紧张依然是煤矿高产高效的障碍，随着采煤技术的革新，这种问题将变得更加突出。如何提高煤矿的掘进速度，依然是煤矿企业所要关注的问题。地质构造、掘进设备以及组织管理等因素对巷道的掘进产生着不可忽视的影响，如何协调这些因素的影响是个重要的课题。在未来发展中，要大力推广锚杆支护技术，采用掘锚一体机来进行巷道掘进将能有效的提高巷道的掘进速度。