大断面岩巷快速掘进技术研究

摘    要：针对制约单产单进提升缓慢，综掘机施工效率低下的瓶颈因素进行细致调查研究，通过科学分析，对施工工艺、支护设计、运输系统、劳动组织等根据现场施工条件，进行重新优化，制定针对性解决措施，最终实现最大限度平行作业，发挥大功率综掘机重装优势，通过优化，该矿岩巷单进水平及施工效率大幅提升。

关键词：综掘机;岩巷;施工工艺;进尺

孟津煤矿设计生产能力120万吨/年，矿井采用立井两水平上下山开拓，通风方式为中央并列式。矿井主采煤层为二1煤，平均厚度2.5m。矿井属煤与瓦斯突出矿井，水文地质条件复杂型矿井。目前矿井仅12一个生产采区，采掘接替紧张，开拓准备区为14采区。针对制约单产单进提升缓慢，综掘机施工效率低下的瓶颈因素，进行重新优化，制定针对性解决措施，最终实现最大限度平行作业，发挥大功率综掘机重装优势，有效减少岩巷掘进及支护成本投入，提高了巷道单进水平，缓解采掘接替紧张的局面是当务之急，

一、矿井接替紧张原因分析

（一）单进水平低

设备管理使用不到位，综掘机未充分发挥效力，综掘巷道单进水平低;开掘工作面辅助运输系统复杂、设备落后，转载环节多，缺少临时储矸系统，效率低;一线人员不足。

（二）村庄压煤

11采区因受村庄压煤影响前期无法开采，现仅有一个回采工作面，矿井面临采掘接替紧张局面，继续开拓新采区，布置新的采煤工作面。

三、瓦斯、水害重大灾害治理工程任务重

治理工程需要施工大量底板抽放巷，掘进工程量大。

二、工作面工程概述

10 采区轨道上山位于副井北侧10采区西侧位置，变坡以+3‰坡度进入二1煤层底板，向前掘进至与二1煤层岩柱达12m后再以+4°坡度向前掘进至10采区。其中715～962m区段需沿11011工作面采空区轨道顺槽底板下8～20m层位掘进，东距11011工作面轨道底抽巷约11.56m。10采区轨道上山（里段）掘进层位位于二1煤层下部，沿一7煤线及以下泥岩和砂质泥岩掘进，L7灰岩厚0.5～3.65m，岩性坚硬，节理发育，巷道顶板岩性为砂质泥岩夹薄层L7灰岩（夹有一7煤线），煤厚0.2～0.3m，局部发育薄层黑色泥岩、砂质泥岩互层。一7煤距二1煤层8.55～10m。巷道上距二1煤层间距为10.0m～15.0m。

三、综掘巷道施工工艺优化

（一）优化工艺流程，实现最大限度平行作业

10采区轨道上山按照“三八制”组织施工，即0点班、4点班为生产班，8点班为检修班，1月、2月生产班每班达到2排、检修班1排，每天进尺5m。3月份开始对作业流程进行优化调整，主要是迎头破岩后只进行拱部以上锚网支护施工，直墙部分帮部锚网滞后迎头在二运皮带后部区域施工，喷浆安排在帮部锚网施工作业区域以外施工，形成掘进、帮锚、喷浆三工序同时平行作业。目前生产班已实现每班3排掘进，检修班每班1排掘进，日进尺7m，下一步将逐步实现检修班每班2刀，日进尺力争达到8m以上。

（二）优化临时支护，保促单进提升

优化综掘机临时支护，采用综掘机自身液压动力在综掘机机身前端上方加装1套机载临时支护作为临时支护。当综掘机割完1排锚网距离后，先对巷道进行“敲帮问顶”，然后在临时支护设施上方铺两张预联钢筋网并升紧顶牢，之后开始按照“由外向里、由顶到帮”打设锚杆，按“一排一锚”组织施工;掘进机前部区域锚网施工调整为只打设7根拱部以上锚杆。通过对临时支护优化，减少以前人工临时支护占用时间，且对锚网施工工序进行分割调整，生产班由每班2排提升至3排。

（三）优化参数设计，确保安全高效掘进

1 优化钻场施工工艺

10采区轨道上山按照设计60m施工一个钻场，原钻场施工采用放炮掘进，10采区轨道上山巷道1000m，放炮等待时间长，影响掘进速度，单个钻场施工需3天;现采用EBZ-318（H）型综掘机施工钻场，到钻场设计位置前10m提前开口，正前向前掘进1m同时向帮部割岩400mm，施工至钻场位置时钻场深4000mm，达到设计要求，代替炮掘，单个钻场施工仅需2天，挤出一个圆班的时间，且不影响正巷掘进，每月净增加进尺17m。

2 优化钻场布置及钻孔参数

为保证巷道安全高效的掘进，确定使用对称钻场，每隔60m在掘进巷道两侧各施工一个钻场，每个钻场施工4个钻孔。底板探查孔终孔设计在铝土层以探清巷道掘进前方底部岩层是否存在断层等构造，这样有效地提高了超前钻探的施工进度，使每个钻场工期由原来的16-18天，缩短为8-10天，可节约工时6-8天，为确保月度单进达到180m创造有利条件，今后还将不断提高打钻工效，确保综掘单进不断提升。

3 优化支护参数

根据巷道不同岩性，在保证安全前提下加大或减小锚杆间排距。从设计入手优化锚索间排距，保证锚索简化并合理打设。通过对锚杆、锚索支护参数优化，减少工序，提高效率，达到综掘水平提升。

（四）优化运输系统，保证空车供给

1 为减少运输系统对巷道掘进的影响，对各掘进工作面运输系统不断进行优化，提升装备水平。在各开掘掘工作面布置使 用梭车或布置临时矸仓，降低矿车周转紧张对掘进工作面的影响，保证了巷道连续排矸。

2 为保证车辆循环效率，我矿召开多次会议讨论运输效率提升措施，通过实时掌控生产情况对车辆调度及时调整，另对副井上下人时间做了明确规定，确保掘进工作面有充足的空车、副井有充足的提升时间，其中2019年3月22日最大提矸量705车，有效地提高了副井提矸效率。

（五）合理选择层位，减少施工影响

为保证巷道掘进速度，孟津煤矿将岩巷层位布置在一7煤下部2.5-3.5m的泥岩中及L6灰岩中掘进，保证巷道顶部距二1煤层在12-15m，减少硬岩对巷道掘进速度的影响，为提高单进水平奠定基础。

四、 结论

（一）采用综掘机直接斜切施工迈步钻场，代替原来钻场炮掘工艺，有效提高施工效率;

（二）優化运输系统，在车场口设置储矸设施及自动放矸系统，保证了出矸连续性;

（三）科学合理滞后帮部锚杆及锚索，形成掘进、帮锚、锚索工序平行作业。

作者简介：上官鹏（1988-），男，河南义马人，助理工程师，现在孟津煤矿有限责任公司从事煤矿生产技术管理工作。