巷道掘进快速施工技术研究

摘 要：本文以某矿井工作面作为研究对象，结合该工作面生产现状分析其掘进速度的影响因素，基于矿井已有的地质条件及支护参数对其现有的工艺参数进行优化，包含对原有设备的创新、机械设备性能的优化及生产工艺的优化等，以期为同种地质环境的巷道快速掘进提供指导。

关键词：煤矿;巷道;快速掘进;技术探究

0 引言

近年来，综合放顶煤开采已经成为我国煤矿生产的主要方式之一，也是未来的重要发展方向之一。在巷道的支护过程中，锚杆支护最为常见且效果较为显著，能够有效提升巷道围岩的稳定性，同时成本较低、巷道的断面容易进行维护，有效提升了整个矿井的安全生产效率。然而，随着现阶段矿井生产力水平的不断提升，采用上述的方式完成巷道的掘进以及支护时会产生诸多不良现象并对整个矿井安全生产造成影响。因此，如何采用有效的锚杆支护技术推进巷道的掘进速度对于实现高效生产来说具有极其重要的意义。其中，工作人员应当对此提高重视程度，结合矿井的实际生产情况以及技术的不足，积极分析探讨更加有效的掘进方案，从而实现整个矿井的快速掘进。

1 工程概况

某矿井沿2号煤层底板掘进，埋深为250m，这个矿井地质结构较为稳定，属于条带状结构。目标矿井煤厚平均为5.5m，倾角变化较大，变化范围3～20°，平均为5°。整体结构属于简单煤层。目标工作面顶板岩性为粉砂岩，整体结构较不稳定且易发生垮落，平均厚度3.5m。老顶岩性为中砂岩，结构为水平层理，平均厚度为15m。巷道直接底为黏土矿物且遇水后容易发生膨胀，平均厚度为2.3m。老底岩性为细砂岩，呈波浪状结构，平均厚度为12m。

现阶段的巷道形状为矩形巷道，宽4.5m，高3m，目前所使用的巷道支护类型为锚杆支护，分别在巷道的两帮布置3根，顶板布置6根。其中，每根锚杆需要配合使用两根树脂药卷完成其锚固作业，同时锚固完成后在其表面铺设一层钢筋网。在完成上述锚固任务后，为进一步巩固锚固效果，需要按照3.2m间距配合使用锚索完成支护任务，其中，锚索长度为5.5m。

2 快速掘进技术

2.1 管理模式创新

为实现矿井安全生产，目标矿井使用更加智能的管理系统，从而为日常生产活动提供保障，该项技术在目标矿井使用之后取得了较为良好的效果，有效加快了整体的巷道掘进速度。日常施工过程中，钻爆包含锚喷、掘进两部分，将这两部分分别进行加速处理，便可以实现整体施工速率的提升[1]。基于此，目标矿井通过三班掘进以及边掘边喷的方式来实现整体生产效率的提升，同时，班组在操作过程中需要严格执行相关生产标准，以保证实现预定的生产目标。在班组的管理过程中应当保证整体工作人员具有良好的安全意识，同时在工资分配方面实现实行“433”工资标准并进行工资当日结算，从而以监督的方式保证工人在本质上能够实现安全意识的提升。

2.2 发挥设备管理优势

掘进设备的工作效率对于矿井整体生产效率的提升具有直接性影响，只有设备保持稳定运行才能够实现后续的生产步骤。目标矿井现阶段所使用的掘进机型号为MLH-S200M，该设备是目前较为先进的掘进机类型，切割能力较强，同时在较为恶劣的环境下也能够高效运行。基于此，目标矿井需要确保工作人员对于设备操作熟悉，做好日常的检查。同时，当顶板条件较差时，应当及时使用对应的支撑设备以保护掘进机，定期清理设备周边杂物，保证设备安全运转，最终实现掘进效率的提高。

2.3 选择锚杆钻机

在进行巷道钻眼时，锚杆钻机的优化对其生产效率具有极其重要的意义。因此，需要重视钻机型号的选择，目标矿井过去所使用的打孔设备主要为电煤钻，该设备的使用程序较为复杂且属于干式打眼，操作过程中存在诸多的缺陷。因此，为改善巷道掘进环境，目标矿井改为使用全新的风动煤钻，该设备功效较强且属于湿式钻眼，打眼速度加快，从而使整体掘进效率得到明显提升。

2.4 支护参数及工艺优化

关于锚杆支护参数的优化是加快巷道掘进速度的有效方式之一，目标矿井对原有的支护参数进行优化，其中，将顶板锚杆间距由原来的800mm调整为900mm，靠近煤帮一侧的锚杆布置数量由三根减少为两根，对于锚索优化主要讲将线锚索更改为点锚索，长度由3m缩短至0.4m，通过对上述参数的调整，能够有效实现掘进效率的提高。

对于支护工艺的优化主要从以下几个方面着手，首先，原有的帮锚杆应紧跟迎头，但是实际过程中二者的距离较近导致后续的循环操作存在较大难题。因此，目标矿井以巷道两帮的实际情况作为依据，在巷道打设帮锚杆时将顶板一侧锚杆进行滞后，经过测试之后再进行后续操作，从而保证施工工艺合理。经现场调研后发现，顶板煤层在改善支护方案后明显更加稳定，同时与之前的设备连接情况良好，工序安排紧凑，能够在保证工程质量的前提下有效加快巷道掘进速度。

通过沿用上述参数完成相关优化后，巷道实际生产过程中的日进尺量可达50m，平均每班的进尺量可达20m，工人整体工作效率得到明显提升，仅在优化完成后的首月便完成1000m的进尺量，高于优化前约450m。同时，整体的工期也明显缩短，相比优化前大约缩短20天，生产效率明显提升。

3 结语

结合目标矿井实际生产情况可知：

通过在实际生产过程中改善原有的生产模式，能够在一定程度上调动工人的生产积极性，进而从人员操作方面提升巷道掘进效率。

通过对目标矿井现有的锚杆钻机进行优化，使得设备的环境中的适应性更强且后续的工作衔接更加紧密，整体打眼及生產速度明显加快。

通过对锚杆支护参数及施工工艺进行优化，在一定程度上明显缩短了巷道掘进所需的时间，整体施工周期也明显减少。同时，经过现场验证后发现优化后的相关措施确实可取得理想效果，为同种地质条件矿井的掘进优化提供了参考。

参考文献：

[1]林绍华，蔡毅，蓝秋发.大直径钻孔成巷快速施工立风井[J].江西煤炭科技，2017（2）：142-143+78.

作者简介：

雷振亮（1990- ），男，助理工程师，研究方向采矿技术。