煤矿巷道快速掘进施工技术研究

田衡山

摘要：长期以来，我国煤矿生产中巷道掘进的速度，一定程度上影响着采区接替衔接，影响着煤矿的生产效率。提升巷道掘进速度，实现高效快速掘进已成为煤矿生产急需解决的重要问题。巷道快速掘进技术的科学研究运用，能够有效提高作业效率，提升掘进速度，对煤矿高产高效起到了良好的推动作用。

Abstract： For a long time， the speed of roadway excavation in the production of coal mines in China has affected the succession and connection of mining areas to a certain extent， and affected the production efficiency of coal mines. Increasing the speed of roadway excavation and realizing high-efficiency and rapid excavation has become an important issue that urgently needs to be solved in coal mine production. The scientific research and application of roadway rapid excavation technology can effectively improve operation efficiency and increase the speed of excavation， which has played a good role in promoting the high production and efficiency of coal mines.

關键词：煤矿巷道;快速掘进;技术;科学

Key words： coal mine roadway;rapid excavation;technology;science

中图分类号：TD823                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）32-0144-02

0  引言

中煤十处在陕西延安市禾草沟煤业公司施工巷道开拓工程，目前正在施工5#煤层西翼大巷开拓延伸工程，为3#煤层的开拓开采做准备。由于该矿生产能力从300万吨技能扩改为500万吨，为了保证采区能有序接替衔接，对巷道开拓掘进速度提高提出了更高的要求。然而，掘进速度一直都是限制其高质量发展和对工作面接续造成影响的最重要因素，所以如何提高巷道的实际掘进速度对未来的开采生产有着非常重要的意义。论文根据煤矿的实际情况，主要对开拓工程快速掘进施工产生影响的因素进行了全面分析，然后把现有技术措施的特点和不足结合起来，针对影响因素探索出有效提升煤矿开拓工程快速掘进施工的技术、工艺方法，这对提升煤矿开拓工程掘进的速度，提高煤矿企业的效益，服务社会需求都具有十分重要的作用和意义。

1  影响煤矿开拓掘进工程快速施工的各种因素

1.1 施工人员素质

施工作业人员是否有扎实的理论知识，较高的操作技能，较强的安全意识和素养，以及积极的工作态度，在很大程度上决定着工作效率的高低，会对掘进工程的施工速度产生显著的影响。

1.2 施工组织管理水平

对于掘进施工的管理人员而言，如果他的专业的管理能力不足，会导致制定的工作制度不完善，施工人员劳动强度大，保证不了合理休息，造成工作效率不高，掘进速度降低。导致施工组织管理不科学，影响巷道掘进的速度和质量。导致对现场的监管不到位，项目中频频发生问题，较大程度延误掘进进度。

1.3 机械设备因素

在掘进设备技术水平方面，智能化、自动化不断提升，但是配套机械设备选择不匹配、不完善，生产过程中就会限制部分高智能、高自动化设备不能有效发挥先进技术的作用和效能，影响到巷道快速掘进效率的提升。没有根据地质条件和巷道断面合理选择机械设备，就会对掘进施工的顺利推进造成不利影响。

1.4 施工工艺

当前我国煤矿开拓工程的快速施工技术还不够发达，尚处于比较落后的水平，特别是巷道掘进、支护工序占用的时间最多，掘进和支护工艺不发达不科学不合理，是影响巷道掘进速度面临最突出的问题之一。

1.5 地质条件

在施工过程中，掘进速度会受到水文地质条件的影响，如岩石硬度、围岩构造、顶板巷帮稳定性、掘进工作面涌水量和瓦斯含量等都会对施工进度造成一定的影响。

2  提升快速掘进水平的措施

2.1 加强职工教育培训，提高施工队伍素质

机械化自动化快速掘进和支护需要职工进行设备操作，施工操作人员素质高低，对所掘巷道掘进进度、工程质量影响较大，并且也直接影响煤矿最终的效益。机电维修作业人员技术能力关系到设备设施能否良好运行，是决定是否能够正常施工，影响掘进进度的重要因素。要想确保作业效果，就必须对各作业工种进行专业、严格的理论和实操培训，通过创新培训方式、优化培训内容、严格培训考核，全面提高员工的理论素养和实操技能，发挥好主观能动性，实现快速掘进、保证施工质量。

2.2 提升管理人員素质，加强施工组织管理

火车跑得快，全靠车头带。提高施工进度，需要施工负责人、区队长、班组长等管理人员，有较高的施工决策正确度，施工组织科学性，施工各方面协调能力，施工重点难点解决能力，就需要引进和培养具有较高学历，较高组织能力、管理能力、培训能力，管理经验丰富的各层级管理人员，发挥好关键少数人才科学协调组织的积极作用。

加强施工组织，要抓好正规循环作业，在巷道掘进过程中，将各个工序工作持续时间，先后顺序，以及相互衔接关系，科学周密制定并形成模式化，使全体施工人员熟记于心，一环紧扣一环地进行操作，有序完成全部工序和工作量，有效推进施工进度;抓好多工序平行作业，掘进、出货、支护、喷浆、材料运输、延伸皮带、延接管路等工序，尽多组织平行作业，有效缩短总工序时间;施行班组小班分配，主要就是把职工报酬与施工质量和工作量等劳动成果相关联，质量达标，工作量高，报酬就高，反之报酬就低，可有效提高职工的积极性，防止磨洋工的现象发生;做好岗位分配，安排工作做到三定（定员定岗定位），让每一位职工在技术最拿手、操作最熟练的岗位上施工，有效提高施工效率。

2.3 改进机械设备，加强维护保养

在巷道掘进作业过程中，根据地质条件、岩体硬度、巷道断面，应选择结构、特性与掘进巷道地质条件相适应的掘进设备，并将测量、掘进、出货、巷道支护、材料运送、通风、除尘、供排水、供电系统等设备设施合理配套，形成一条相互配合、效率较高、连续均衡生产且完整的生产掘进系统，予以实现巷道掘进、运输、转载、支护等高效率机械化作业，对推进巷道掘进速度起着十分重要的作用。

①选择适宜掘进工作面工作状况的掘进机，提高巷道掘进效率。掘进机做为进行巷道快速掘进的主要设备，应尽量选择切割能力强、效率高、稳定性好、坚固耐用、运行安全可靠、操作和维修维护方便，在多种条件下都能使用的设备。目前该煤矿大巷掘进选用EBZ200H型和EBZ260H型掘进机，可以安全稳定高效的实施掘进。

②提高支护效率。支护设备采用锚杆钻车、凿岩机或单体锚杆钻机。锚杆钻车施工效率高，是单体锚杆钻机的122%;施工质量高，钻车扭矩力245N·m，锁紧力大，基本消除了失锚现象，并减少了二次紧固消耗时间;安全系数高，钻车使用液压前探梁支护空顶处，且支护空顶处时人员均位于已支护完好的安全位置，防止空顶处的活矸掉落伤人，增加了作业人员安全系数;作业环境改善，降低了支护时的噪音强度与粉尘污染，并且打眼工不再因钻眼施工淋水湿袖子湿衣服，有利于职工身体健康。降低劳动强度，单体锚杆钻机需要2人配合，且需要频繁挪移位置，钻车只要一个人操作控制开关就可以轻松换钻眼位置施工。单体锚杆钻机、凿岩机施工效率较低，特别对那些顶板质量相对较差的巷道，会严重影响到速度，但是有使用灵活性高的优点。因此，支护采用以锚杆钻车为主，单体锚杆钻机、凿岩机为辅的科学搭配支护方式，可以较好效果地提高支护速度、施工质量和安全系数，并有效降低劳动强度、改善作业环境。

③选择与掘进机相匹配的运输设备，确保装运速度与掘进保持同步，也是保证掘进效率的重要环节。出货采用皮带系统，具有连续性，能够充分满足巷道快速掘进。材料运输没有连续性要求，采用防爆胶轮车运送能够满足快速掘进的使用。

④提高设备系统的完好率和开机率。再好的机械设备一旦出现问题不能正常运转，将严重影响施工进度，因此提高掘进机、皮带、锚杆钻车等设备系统的完好率和开机率非常关键。必须做好对设备的研判评估，对需要入井设备的安全、质量、适宜性、完好性等严格把关，进行综合研判评估;对井下正在使用的设备的运行情况进行分析评估，对存在的问题做到早发现、早研判、早采取措施，确保设备安全高效运行，为快速掘进打好基础;严格执行相关操作手册做到规范操作，不得超荷载使用设备设施，并做好设备设施的日常保养，确保降低设备的损坏率;强化对机械设备设施系统的维护及检修效果，既要配强技术达标的机电维修人员，做到机械设备有问题了一定能修好，又要三班配齐机电维修人员，做到机械设备有问题了能及时处理，才能确保不影响生产。

2.4 合理优化施工工序，提升掘进和支护效率

①推行“一次成巷”工艺。在掘进支护过程中，将质量验收关口“前移”，严格控制巷道成型、支护质量，尽量避免超挖欠挖现象，为一次成巷创造前提条件;在喷浆成巷过程中，严格按设计尺寸挂线喷浆，保证巷道平整度;把掘进、锚网支护、锚索支护、喷浆支护四个分项工程视为一个整体，有机地结合起来，在一定距离内，按设计规定的巷道尺寸及质量标准等要求，前后连贯地实施最大可能的平行作业，做到一次成巷，不留尾工。

②合理调控循环进度。为了提高掘进效率，顶板围岩条件好时，将掘进工作面掘进循环进度在确保安全的前提下调控为最大化，在相同数量的循环下提高单进水平。

③优化支护工艺。在满足安全生产的前提下，锚杆间排距优化到最大化;尽量采用锚杆钻车，配合使用单体锚杆钻机和凿岩机时尽量增加同时作业的数量，并定位、定人、定钻，有效提高支护效率。

2.5 超前地质探测，提前制定应对方案

在水文地质因素影响方面，要超前对掘进范围的水文地质情况进行探测勘察，根据探测勘察情况采取有效应对措施，制定科学合理的施工方案，减少水文地质影响，保证施工安全，保证高效掘进。

3  结语

煤矿企业的巷道掘进生产是一项非常复杂的系统工程，其掘进速度与干部职工的素质能力、施工管理组织科学性、掘进设备的选择、施工工艺先进性、掘进区域的地质构造等息息相关。在施工过程中，要实现巷道快速掘进，必须根据自身实际，积极引入科学的管理机制，强化施工队伍建设，优化现有班组结构，提升管理人员素质能力，加强施工组织管理，制定切实可行的奖罚机制，调动所有干部职工的主动性和积极性，引进可在复杂环境中使用的掘进设备和相配套的先进机械化设备设施，优化施工工艺，应用超前地质探测技术、提前谋划应对方案，使迎头掘进、支护、出货等工序的效率均得到明显提升，为加快巷道的掘进速度打好基础，创造适宜的条件，才能极大地提升企业核心竞争力，推动我国煤矿企业的高质量发展。

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