探讨开拓巷道掘进速度的影响因素及对策

张晓敏 申亚宾

摘 要：新时期下，机械设备的自动化水平不断提高，煤矿建设中引入了大量的综合机械化掘进技术，涉及掘进机、输送机、转载机等多种机械的综合性配套技术。在煤巷的建设中，结合运煤、巷道支护、定向测量、供水供电、掘进、除尘等配套设备，共同组成了一套完善的巷道掘进系统，具有高效、安全、高产等技术优势。为了进一步加快巷道的掘进速度，本文首先分析了对掘进速度产生影响的因素，继而提出相应的解决方案。

关键词：巷道;掘进速度;影响因素;对策

煤炭资源是我国重要的能源组成部分，煤炭资源的供应速度对社会各行各业的发展、人们的日常生活与工作息息相关，社会经济发展速度越快，对煤炭资源的需求量就越大。尽管我国是煤炭资源大国，但煤炭资源因为埋在地下，所以不适合露天开采。在煤炭资源的开采工作中，巷道掘进是一项重要技术，掘进的速度与机械化水平对煤炭资源的开采速度、作业的安全性产生直接影响。分析这些重要的影响因素，并制定有效的对策规避这些影响因素，对于我国煤炭资源的开采工作具有重要意义。

一、对巷道掘进速度产生影响的因素分析

（一）地层结构

因为开采煤炭资源是一项地下作业，所以地层结构对于巷道掘进速度影响巨大，地层结构主要指的是围岩的褶皱构造、岩理特点、煤岩的发育情况、硬度、涌水量标准、底板的稳定性等。如果地质条件良好，那么巷道的掘进效率就会很高。但大部分情况下，岩层结构都是非常复杂的，会严重阻碍掘进速度。比如，在煤岩硬度较强的地层作业时，需要做好临时性的支护措施，以保证掘进的安全性，当作业完成后，再采取永久性的支护。然而，如果岩层出现褶皱和断层，煤层厚度就会有所变化，作业过程中一旦遇到坍塌或者冒顶等突发事件，很可能造成不可挽回的严重后果。

（二）掘进设备

用于巷道掘进的技术工艺主要包括两种类型：一种是炮掘;另一种是机掘。近年来，我国对煤炭开采的力度不断提高，很多复杂的地层结构存在瓦斯突出等问题，并不适合炮掘施工，所以，主要以机械化掘进技术为主，这就需要设备的支持。与西方发达国家相比，作为发展中国家的中国，无论是设备的自动化程度，还是集成化、信息化水平都相对落后，很多机械设备需要从国外购入，采购成本较高，这在一定程度上限制了煤矿企业的发展。我国自主研发的巷道掘进设备的性能和效率都还有很大的提升空间，而且容易出现故障，刀具的磨损相对严重，维修设备的时间较长，极大的减缓了巷道掘进速度。

（三）施工工艺

由于我国的巷道掘进设备的现代化水平较低，使用性能、设备质量等问题限制了巷道掘进工艺的发展，在施工过程中，需要花费很多的时间用于巷道支护，以保证施工作业的安全。比如，大部分的巷道掘进施工中，综合掘进机械的配套支护主要是单机锚杆钻机，锚杆需要现场安装，这就延误了巷道掘进速度。

（四）喷浆水平

煤矿巷道的服务年限比较久，支护措施完成后，还需要对巷道进行喷浆处理，喷射混凝土是主要的支护技术，用以保障索、锚、网等支护设施的稳定与平衡。如果喷浆水平较低，巷道就很容易出现脱皮掉顶问题。所以在喷浆之前必须保证前期的支护质量达到相关标准，委派专人检查、验收支护施工质量，在质量合格之后再进行喷浆。

（五）人员因素

近年来，我国的煤矿企业的科学化、现代化、规范化管理水平不断提高，但仍有一些企业一味的追求煤炭开采量，忽略了企业的长远、持久发展。煤矿企业的管理人员没有严格审查施工规程，没有全面落实相关的质量监督制度，也就无法保证巷道掘进速度和作业安全、施工质量。还有一些煤矿企业的管理理念非常落后陈旧，没有与时俱进的了解最新的巷道掘进技术、工艺和设备，很大程度上制约了煤矿掘进效率。

二、开脱巷道掘进速度的有效对策

以某煤矿二采区4#轨道巷工程为例，巷道沿着煤层的底板掘进，掘进区域4#煤层的厚度是1.25～1.6m，平均厚度1.4m，煤层的倾角是2°～6°，平均倾角4°。煤层不断的涌出瓦斯，存在煤尘爆炸风险。巷道的设计是半圆拱形，掘进宽度、高度分别为4.4m与3.9m，墙高1.7m，拱高2.2m，支护采用的是锚、索、网、钢筋圈梁联合的方式，支护完成后进行喷浆，要求喷浆的厚度至少达到100mm，初喷之后马上进行工作面作业，复喷滞后的工作面控制在50m以内。施工之前先进行钻探作业，每次需要布设三个孔深为120m的钻孔，掘进90m。中线和腰线使用的是JZY-3型防爆激光指向仪。两班轮流作业，检修喷浆，作业方式为三八制。每个月的进度最高142m。大断面的拱形开拓巷道采用炮掘方式，巷道處于背斜构造带的轴部，煤层较薄。如果采用炮掘，煤层顶和底板岩石容易被揭露，造成巷道底鼓。而且巷道的顶板岩层风化离层，会增加巷道压力，若干部位会出现断锚杆和断锚索问题，极大的增加了维护巷道的工作量。为此，该采取采用综掘机掘进方式，机械型号是220型，一次成巷。

（一）提高装备的机械化水平

在巷道掘进施工中，掘进的对象主要是硬度较强的煤岩、矿石，作业过程中的振动冲击力很强，井下作业环境恶劣，因此掘进设备的性能和质量必须过硬。我国目前的掘进机制造水平尽管有了很大提高，但一部分元器件仍然依赖于国外进口。机械装置要尽可能的避免啊串联，尽量采用独立部件或者组建的方式，还可以采用模块组装、嵌装式结构，以此来简化机械组装的结构，不仅方便拆卸，而且还能增强机械的可靠性，提高掘进机的调机效率。

（二）提高锚杆的支护水平

锚杆施工过程中，支护参数始终在发生变化。所以要参考锚杆的受力情况、施工现场的围岩特点来监管锚杆支护工作，灵活的调整支护参数，以减少施工时间，节约材料。具体施工中，要以现场的地质结构特点为基础，采用有利于提高掘进效率的锚杆支护方式，同时又能降低施工强度，提高施工安全性。比如使用一些强度高的锚杆，以充分保障巷道掘进工作可以顺利进行。

（三）完善运输方式

通过增加运输轨道来保证巷道掘进需要的材料、设备可以及时达到现场，还可以采用底胶带辅助的运输方式，以节约运输时间，提高施工效率。无极绳绞车运输设备是一个很好的选择，该设备的优势是速度快、灵活性强、安全性高，为巷道掘进工作的顺利施工奠定了良好基础。

（四）提升操作人员的技术水平

结合巷道的岩性来设计截割轨迹，上岗前，综掘机的司机要接受专业培训，熟悉设备的工作原理，熟练掌握操作技巧。定期检查、维修设备，比如施工中使用的运输设备、综掘机、局部通风机、风动锚杆钻机等都要进行定期维护，以免机械损坏而中断施工，降低掘进速度。此外，还要强化施工人员的培训，要求熟悉施工环节和程序，具备现场组织和协调能力。

三、结束语

在煤矿施工中，巷道掘进是重要的作业项目，直接影响着煤矿开采效率与开采的安全性。因此，煤矿企业应该从技术、设备、运输方式、人员培训等各方面采取有效措施，以提高巷道掘进效率，促进我国煤矿事业的长远发展。

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