浅谈复杂地质条件下煤矿巷道快速掘进技术

王生俊

(山西汾西矿业柳湾煤矿，山西 孝义 032303)

引言

中国经济突飞猛进的发展，带动了科学技术的飞速进步。在当今社会，民众的生产生活、工业的生存发展都离不开煤炭资源，并且其消耗量和需求量也越来越大。鉴于国内地形和地质条件错综复杂、类型多变，致使数量庞大的煤炭资源深陷于群山峻岭等复杂地质环境中，大大增加了资源挖掘的难度。传统煤炭资源开发技术，无论在成本、效率还是质量等方面均难以适应当今经济社会发展的新速度、新要求，这种不相匹配的关系同时也给煤炭产业生产效率带来一定影响。此背景下，探索提高煤炭行业应用技术，特别是复杂地质条件下煤炭的开采速度，即煤矿巷道快速掘进技术，对该行业十分重要。它一方面大大提升了煤炭资源开采效率，另一方面也能适应经济发展新要去，提高社会经济效益。

一、复杂地质背景下煤矿巷道掘进存在的问题

1 煤炭资源浪费与破坏

随着产业结构调整，国内煤炭企业大幅度的聚拢整合，效率低、浪费高的小煤窑渐渐消失。然而，他们传统的开采方式给当下煤炭资源的开发遗留了很多难题，国内大型煤炭企业毫无例外的都处于这一困境中。传统的房柱式采煤法在资源挖掘过程中，于煤层遗留了数量巨大的采空区，这些区域存在积水、积气的风险，以及煤层地质环境变得更加复杂多变[1]，无疑给巷道掘进和资源开发带来了不小的挑战。

2 资源开采整体施工任务加剧

通常情况下，于复杂地质环境中实施煤炭资源开采，常会遇到前掘后修状况，而此问题常常不被重视。一些地质环境中巷道掘进作业时，鉴于巷道本身顶板煤层(岩)不具备较好的整体性，具有较为明显的应力集中情况，同时巷道支护作业操作不规范等，常常对接下来的巷道成型造成严重的负面影响，更有甚者，会阻碍整个项目进程。这样的背景下，实施煤矿快速掘进是非常危险的，会大大提升巷道离层、收缩变形的风险。

3 施工机械和技术水平受限

科学技术的飞速进步，已经将当今社会塑造成一个崭新的技术性社会。煤炭资源开采必须紧跟时代潮流，引进更多更先进的现代科学技术。这些新型技术的引入能够大大提升资源开采效率。国内部分大型煤矿已经开始重视新型技术的应用，在煤炭开发过程中引进了一些新型综掘机械设备。虽然这些设备一定程度上提高了开采效率，但工作中刀具消耗量大，且维护时间成本高，且要求的维修技术相对高，给煤炭开发带来了一定的影响。因此，需要进一步提升综掘机性能与技术水平。

4 施工管理不合理

施工管理通常情况下对于提升煤矿工程施工效率大有裨益，其更大的价值是能够良好的保障资源开发安全性。国内煤炭开采行业常常会出现一些大大小小的安全事故，尤其是在地质环境复杂的区域，事故发生的概率和频次更高。因此，实施煤炭施工管理是十分必要的，要将各个部门联合起来，安排好相互之间协调作业，明确责任与分工，及时检查和处理施工安全隐患，以保障施工安全。

二、影响煤矿快速掘进过程的主要因素

1 了解到的巷道资料过于浅显

一般情况下，整个煤矿呈现出以一大型开采井为主，周围小型煤窑并存的施工状态。小煤窑通过错综复杂的巷道构成相互之间及与开采井之间的联系，这些巷道通常延伸到矿区每个角落。鉴于难以准确且全面地掌握小煤窑巷道信息，掌握其对周边地面和煤层的影响和破坏就难以成行，这对未来巷道掘进作业造成不良影响。

2 图纸资料不全面

图纸对于了解一个工程各方面信息具有重要作用。煤矿工程施工时，常常出现未妥善保管本项目施工图的问题，致使煤矿施工图纸资料缺漏，并进一步对其余资料完整性造成了破坏。此时，施工区域巷道是如何分布的、具体情况如何便难以了解，同时对巷道支护方式缺乏必要的认识，阻碍了施工的顺利进行。在施工现场，常常有现场情况及环境和留存的图纸信息不一致的现象，在对施工产生影响的同时，也给巷道设计带来困难。

三、复杂地质条件下煤矿巷道快速掘进的技术措施

当前对煤矿开采行业来说，面对复杂地质条件时，如何解决煤矿巷道快速掘进的技术和施工难题是当务之急。而施工技术的改善，必须以解决这一难点为前提。在确保安全作业的前提下，应着眼于各个方面实施改革创新，如改良地质条件、提升设备能力、创新技术手段、完健全施工管理、优化作业环境等。

1 及时对地质变化、煤窑破坏的情况进行预测和检验

复杂的地址条件增加了开采的难度。在作业期间可以依据煤层变化和钻探结果，深入、细致、大胆的预测地质变化情况，以及小煤窑区域破坏状况，并经过持续不断的钻探、分析，对之前的预测结果进行检验，并按照最终结果迅速做出行动，及时调整施工方案。此外，还可以在施工过程中，到煤窑破坏地区进行探巷作业，充分的调查探测他们的分布情况以及积气积水情况，并将这些结果绘制到采掘工程图纸上。要在巷道围岩不够坚固、不够稳定时，迅速进行巷道支护作业，最大程度的缩短开采时间，同时持续的开展围岩变形监测。要做好作业区地下水位异常区改良，率先对地下水位实施持续不断的监测，做好预警，提前了解水文地质情况，充分利用好地下水排泄等必要手段予以维护，避免涌水情况发生；要及时改善构造活动，欲从根本上降低这一问题出现的概率，最好是通过设计构建相关地质灾害预警系统来实现。

2 积极对掘进设备及技术进行更新换代

掘进设备和技术的全面升级改造，在当下可以说是从根本上提升煤矿巷道掘进速度和效率的关键。科学的使用这些设备，可以迅速改善他们的使用状况，提升其工作效率，并且对安全生产带来积极影响。在生产和支护作业过程中，引进现代化技术和设备，在大大提升生产效率的同时，可以有效减少人工作业，降低事故风险。

3 建立完善的施工组织流程

煤矿施工作业在保障安全第一的前提下，需要科学的、合理的、有效的改善组织施工流程。一是依据作业需要，对各类施工程序进行合理的安排部署，或同时作业或交叉进行，以保证作业过程人力资源的有效利用，缩减作业时间。要保证各个施工环节可以顺畅流转和有效衔接，保障作业顺利进行。二是做好作业现场的施工管理，安排布置一定管理人员，并保证其恪尽职守、履职尽责做好施工现场监督。

四、结束语

复杂地质条件能够对煤炭开采的效率和安全带来严重的不良影响，这是当前煤炭开采行业无法回避的难点问题。在复杂地质条件下，通过采取升级改进煤炭开采作业的技术、设备，优化施工管理等一系列措施，课大大提升煤矿快速掘进质量，还能够有效提升开采效率和作业安全性。同时，这对提高社会经济效率来说也具有重大意义。