关于矿山巷道掘进的影响因素及应对措施研究

王家稳

（中煤新集股份有限公司新集二矿，安徽 淮南 232180）

矿产资源是一种非常重要的资源，绝大多数都不能露天开采，因此必须进行地下开采。在地下开采[1]资源时，必须在地表与矿体之间开辟通道，运输矿产资源，通风排气，步行。这些通道就是矿山巷道。巷道掘进的技术水平和设备水平直接影响着采矿效率。随着自然资源的不断消耗，自然产出速度极为缓慢，因此矿山的开采效率和质量对矿山企业的发展至关重要。矿山巷道分为探矿巷道、生产巷道和采矿巷道，其中探矿巷道是为了探明矿体，了解其地质情况，丰富对矿山的认识。勘探分为浅井勘探、直井勘探、斜井勘探、石门勘探、天井勘探、矿脉勘探和矿脉交叉巷道勘探。生产巷道是用于运输矿石、通风排风、人员通行的巷道，采矿网关的主要功能是方便采矿。

1 分析矿山巷道掘进的影响因素分析

1.1 矿山巷道地质构造

图1 地质结构图

在地质构造复杂的情况下巷道掘进过程中经常出现松软破碎围岩穿过断层构造和岩溶裂隙区域，对施工造成一定难度。如图1地质结构图所示。矿山各地质层的硬度、稳定性等地质条件都会对隧道掘进质量产生影响，地质构造的影响因素主要有矿石硬度、涌水量、顶底板稳定性等，当巷道顶底板[2]稳定，保护条件和层理良好时，才能顺利进行开挖。否则，当地质条件不好时，会影响巷道的掘进进度和质量，大大降低巷道的掘进效率。

1.2 掘进装备水平

以我国常见的驱动机械为例，通过测试数据可以得出，目前我国矿山巷道驱动区机械设备水平仍然较低，如表1所示，未能实现全部机械自动化，水平较低。仍然有许多传统但笨拙的人工工具。在国际上，有先进技术和便利的国家，先进的设备也会提高整体效率。巷道掘进过程中会消耗大量的支护物，减缓巷道掘进过程，。

表1 矿山巷道悬臂式掘进机械的性能

1.3 巷道掘进所采取的施工工艺

由于我国目前矿山巷道掘进设备的质量和使用效率较低，严重影响后期的施工情况。所以，在实际进行矿山巷道掘进过程中，需要更多的时间来充分支护巷道。例如，在实际掘进过程中，专业施工人员需要使用单锚钻机进行支护掘进[2]。为了使作业更加顺利就需要在安装上花费很长时间，花费时间太长会使支护的效率直接降低。如果在支护过程花费太多的时间，时间成本增加，就会直接降低整个巷道掘进的效率。因此，只有不断加强施工工艺，才能有效提升掘金效率。

1.4 巷道掘进施工组织管理水平

随着社会的不断发展，许多行业对矿资源的需求越来越大。为了提高经济效益，就会出现对矿资源盲目开采的现象。采矿过程中没有对矿山巷道掘进过程进行科学合理地规划，在实际的施工过程中，由于盲目追求量和施工速度，而忽视了施工质量和施工安全，最后会降低矿资源的有效利用率，甚至浪费资源。在实际的施工过程中，仍然会存在多种类型的安全隐患，如果不加以重视，就会影响工作人员的人身安全。除了包括地质因素、机械设备和施工工艺外，高效的管理水平对巷道掘进作业至关重要。在施工作业的全过程中，需要制定规章制度，需要对整个过程进行监督管理。但目前，大多数企业内部管理机制都有待进一步改进。虽然大多数企业都制定了矿山巷道掘进施工的操作规范和制度，但这些制度在实际工作中并没有被严格落实，大多表现在管理层不作为，施工人员不重视，这样极其容易产生安全隐患。

2 矿山巷道掘进影响因素的应对技术措施

2.1 推广地质建模进行勘探

在矿山巷道掘进的实际过程中，应充分重视地质勘探，避免地质构造对巷道的不利影响。首先要注意地质构造的多样性，然后进行综合勘探。可以利用多种科学探测技术进行有效探测，提高地质勘探成果的精度。因此，有必要采用三维地震综合勘探方法对矿井巷道整体结构进行勘察。在实际勘探过程中，应以三维地震勘探为主要因素，以地质钻探为必要补充，确保勘探工作的更好开展。在开发过程中更需要结合矿山实际状况进行三维地震勘探。目前的三维地质建模大多数都是针对单层或单矿体，而且基本上层状构造从二维建模换成三维的，其精准度直接依靠二维解析精度或钻孔密度。而研究发现利用钻探、物探、空探、地探、巷探、采掘揭露等数据和三维运算，不仅可以高效处理地质层出现的褶皱、倒转、缺失等现象，而且可以处理多煤层、断层、陷落柱等一系列问题。

2.2 提高掘进装备水平

通过推广新的巷道掘进技术和设备，例如采用新型的小断面岩巷掘进机和新型机载除尘系统。目前，大多数矿企业都已经意识到新的巷道掘进装备和新的作业技术对矿资源生产效率的重要性。此外，在实际施工过程中，还需要加大资金投入，使新设备、新技术得到更广泛的应用，从而提高矿井巷道掘进自动化机械化水平，最终提高掘进效率。可以通过建立设施研究实验室，对掘进技术进行深入理论研究。对工作状况进行智能监测和智能研究，对不同成分的矿进行严格分析，成立有关数据库，便于开发新技术，开发快速掘进装备，从而提高矿山巷道掘进的效率。

2.3 优化巷道掘进施工工艺

在作业中，应当采用适当的程序进行交替作业，提高矿山巷道挖掘的速度和效率，使挖掘过程更加安全。我国目前的巷道掘进施工工艺与国外相比差距较大，同时由于设备的性能和质量问题，也使施工工艺相对比较落后。我国的挖掘机设备需要配备只能由人工安装的单锚钻机，于是在一定程度上降低了作业效率。在矿山巷道开挖施工的周围，巷道支护时间占总施工时间的百分之七十，是非常大的占比。所以为了可以提高巷道掘进速度，必须提高支护作业的速度，使两者相互影响，为了尽可能地缩短其中的时间间隔。此外，由于部分隧道机械设备维修周期短，机械故障频发，就会导致巷道施工工艺不能连续进行，从而施工速度大大降低，在此基础上提出集掘、锚、探、支、运一体化的矿山巷道掘进施工工艺，研发机载锚杆钻臂和可以进行远程遥控的操作系统、支护支架以及高效掘进机以实现巷道掘进施工作业系统化。

2.4 应用现代化及科学化管理模式

对矿开采企业来说，采用新的巷道掘进技术、施工工艺和机械设备，并且提高施工管理水平，对提升矿山巷道掘进作业效率和所开采的矿资源质量具有十分重要的意义。改变既不科学也不合理的施工管理模式，运用现代化科学的管理模式，一方面，企业要完善相关组织管理制度，做好员工培训，在一项工作中，人是关键，特别是设备操作技术人员的培训十分重要。通过宣传和采取一定力度的奖惩制度使参与员工可以高度重视矿山巷道掘进这一环节。在激励员工工作的同时也要适当降低一线工作人员的劳动强度，直接提高了员工的工作热情，员工的工作热情是最简单最快捷的提高巷道掘进效率的方法。科学合理地制定矿生产计划，并加强对矿生产各环节的监督与排查管理，采用动态管理和过程管理的模式，提高了巷道掘进过程中的开采技术管理水平。在提高各种建设的同时，采用多种动态管理结合的方式来提升矿巷道掘进技术水平。现已经通过机械设备来进行矿山巷道掘进，因此就需要懂得技术操作的人员去很好地操作机械设备，所以施工企业需要对相关施工人员进行机械设备的各方面知识技能培训，同时必须严格制定施工规章制度，并督促员工严格执行，进一步提高施工人员的安全保障，从而保证块矿资源生产的安全性，才能够更好地提升矿山巷道掘进的效率和产品的质量。

2.5 重视现场的顶板管理

在巷道掘进过程中，重视施工现场的顶板管理[3]是至关重要的，现场顶板状况好坏直接影响到矿山巷道掘进过程中的安全性和作业进度。若施工现场顶板管理不够严格，在矿山巷道掘进过程中可能会发生顶板坍塌现象，如果顶板坍塌了，不仅会造成人员的伤亡，也会对机械设备造成严重损害，最终导致矿山巷道掘进发生中断。因此，在进行矿山巷道掘进施工工作之前，必须根据已经有的地质勘探资料和行业内的统一施工要求，合理制定巷道掘进作业规划，在规划过程中，根据不同的情况提出在地质条件不同的巷道掘进应该采取的相应顶板管理方法，并制定顶板支护规范，同时根据现场实际情况不断改进和完善顶板管理制度，保证相对应的顶板管理作用最大化。在矿山巷道掘进过程中，加强对巷道掘进工作面的时刻监督和安全隐患排查是十分重要的，应用科学的超前支护，确保矿山巷道掘进的安全性，避免出现顶板安全问题。

3 结语

综上所述，影响矿山巷道掘进的因素有很多。在进行巷道掘进时，施工安全和作业效率是两个关键问题，为了在确保安全的同时也提高巷道掘进作业效率，就应该尽最大努力分析影响矿山巷道掘进的各种因素，并在分析影响因素的基础上研究其相应的应对措施，其目的是为了最大程度地降低施工安全风险，提高矿山巷道掘进的效率和矿资源的产品质量。本次研究是基于已有的学者的研究和数据，并对其展开分析，为研究提供更加严谨的实际支持。