開拓巷道掘進(jìn)速度的影響因素及對策

李曉勇

(汾西礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司賀西煤礦，山西 太原 033300)

1 概述

隨著機(jī)械自動化程度越來越高，綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)已經(jīng)逐漸被應(yīng)用于煤礦建設(shè)中。它是由掘進(jìn)機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、輸送機(jī)等組成的綜合性配套技術(shù)，在建設(shè)煤巷時(shí)，將測量定向、掘進(jìn)、運(yùn)煤、除塵、巷道支護(hù)以及供水供電等設(shè)施配套起來，組合成一套高產(chǎn)、高效、安全的掘進(jìn)系統(tǒng)。為了加快開拓巷道掘進(jìn)速度，提高經(jīng)濟(jì)效益，光有一套綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需要具備以下幾個(gè)要點(diǎn)：

1.1 在實(shí)現(xiàn)大功率、高可靠性綜掘技術(shù)的基礎(chǔ)上，提高工作面單產(chǎn)，盡量減少回采面數(shù)量，巷道布置從簡，從而減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提高生產(chǎn)效率；

1.2 改進(jìn)巷道布置，改善礦井的提升系統(tǒng)和運(yùn)輸系統(tǒng)，增加工作面的推進(jìn)長度，擴(kuò)大巷道的有效截面，實(shí)現(xiàn)綜掘工作面的連續(xù)性和高效性；

1.3 大力發(fā)展半煤巖巷錨桿的支護(hù)技術(shù)，通過解決長距離、大截面的支護(hù)問題來實(shí)現(xiàn)高效安全的生產(chǎn)。

1.4 配備先進(jìn)的施工組織和施工管理方法，優(yōu)化勞動組織，實(shí)現(xiàn)正規(guī)循環(huán)作業(yè)，重點(diǎn)抓好勞動組織主要是最大限度實(shí)現(xiàn)平行交叉作業(yè)。

1.5 建立完善的正規(guī)循環(huán)作業(yè)的區(qū)隊(duì)管理制度，包括現(xiàn)場交接班制度、崗位責(zé)任制、質(zhì)量驗(yàn)收制度、設(shè)備維修運(yùn)轉(zhuǎn)制度、材料管理制度、培訓(xùn)實(shí)效制度、手指口述安全確認(rèn)制度、獎罰制度等在班組間形成相互“比、學(xué)、趕、幫、超”的安全生產(chǎn)氛圍，充分調(diào)動勞動積極性和主動性。

2 半煤巖巷基本情況介紹

本期工程為賀西煤礦二采區(qū)4#軌道巷，在山西組4#煤層中，巷道沿煤層底板掘進(jìn)，該區(qū)域內(nèi)4#煤層厚度為1.25m～1.60m，平均1.4m，煤層傾角 2°～6°，平均為 4°。煤層有瓦斯涌出不均勻現(xiàn)象，煤塵有爆炸之危險(xiǎn)性。設(shè)計(jì)為半圓拱形巷道，掘?qū)?.4米，掘高3.9米，墻高1.7米，拱高2.2米,采用錨、網(wǎng)、索、鋼筋圈梁聯(lián)合支護(hù),因該巷道服務(wù)年限較長，故在支護(hù)后進(jìn)行噴漿，噴漿總厚度不小于100mm，初噴緊跟工作面作業(yè)，復(fù)噴滯后工作面不大于50m。施工前先進(jìn)行鉆探工作，每次布設(shè)三個(gè)鉆孔，孔深120m，然后掘進(jìn)90m，如此循環(huán)交替進(jìn)行。中線、腰線采用JZY-3型防爆激光指向儀。采用兩班掘進(jìn)，一班檢修噴漿的，三八制作業(yè)方式。月進(jìn)度最高142米。一般掘進(jìn)大斷面拱形開拓巷道的傳統(tǒng)方法為炮掘，由于有些巷道地處背斜構(gòu)造帶的軸部，煤層變薄，以往采用炮掘時(shí)，很容易揭露煤層頂、底板巖石，導(dǎo)致巷道底鼓，同時(shí)，巷道頂板巖層風(fēng)化離層，會使得巷道的壓力變大，出現(xiàn)多處斷錨桿、斷錨索的現(xiàn)象，為巷道的維修和維護(hù)增加了工作量。所以，本采區(qū)4#軌道巷采用綜掘機(jī)掘進(jìn)的方式，綜掘機(jī)的型號為220型，一次成巷。

3 半煤巖巷掘進(jìn)速度的影響因素

3.1 機(jī)械裝備配置水平

煤巷掘進(jìn)過程中，機(jī)械裝備的配置水平?jīng)Q定了整個(gè)項(xiàng)目的施工方法和施工組織，所以配置優(yōu)良性能的機(jī)械設(shè)備是實(shí)現(xiàn)開拓巷道快速掘進(jìn)的關(guān)鍵。此外，此巷道的截面積較大，而掘進(jìn)機(jī)的切割范圍不夠，那么在切割過程中需要不斷的進(jìn)行調(diào)機(jī)，每次調(diào)機(jī)的時(shí)間約為3～10min，造成了時(shí)間的浪費(fèi)；電氣、液壓元件的可靠性不高，更換較頻繁，延長了開拓巷道掘進(jìn)速度，還增加了浮煤、渣清理的工作量，大大降低了煤巷掘進(jìn)的效率；錨桿施工時(shí)，在遇到一些特殊的地質(zhì)構(gòu)造時(shí)，會大大增加錨桿施工的時(shí)間，從而造成了掘進(jìn)效率低下的現(xiàn)象。

3.2 人員素質(zhì)水平

人員的素質(zhì)水平是影響開拓巷道掘進(jìn)速度的根本因素。若在巷道施工過程中，工作人員沒有經(jīng)過嚴(yán)格的上崗培訓(xùn)，對新技術(shù)和新工藝的掌握程度差，對設(shè)備的性能也不夠了解，大大降低了設(shè)備的利用率，從而降低了掘進(jìn)速度。例如，綜掘機(jī)在施工操作過程中，每進(jìn)一循環(huán)最快切割完需15min，且巷道成型好，各項(xiàng)參數(shù)均能達(dá)到施工要求，而不熟練的操作人員完成一個(gè)循環(huán)的切割工序需要20-40min，且巷道成型不好，有些參數(shù)達(dá)不到施工要求，這就要求進(jìn)行二次切割，這不僅增加了機(jī)械設(shè)備的工作負(fù)荷，還降低了巷道的掘進(jìn)速度。所以，提高人員的整體素質(zhì)水平，合理安排施工工序，使得綜掘過程中得各道工序銜接緊湊，才能提高掘進(jìn)速率。

3.3 錨桿支護(hù)水平

錨桿施工時(shí)，支護(hù)參數(shù)不是固定不變的，要對現(xiàn)場的圍巖、頂板離層以及錨桿受力等進(jìn)行監(jiān)測，然后根據(jù)具體的施工情況和現(xiàn)場環(huán)境的物理特性，及時(shí)、靈活的調(diào)整支護(hù)參數(shù)，縮短支護(hù)施工耗費(fèi)的時(shí)間，降低材料的消耗，才能提高掘進(jìn)效率。

3.4 噴漿水平

由于該巷道服務(wù)年限較長，所以在支護(hù)后進(jìn)行需進(jìn)行噴漿。通過采用噴射混凝土來加強(qiáng)支護(hù)，保證錨、網(wǎng)、索、鋼筋圈梁聯(lián)合支護(hù)平衡處于長期穩(wěn)定，提高錨桿支護(hù)水平，才能提高綜掘效率。若噴漿不及時(shí)或不達(dá)標(biāo)，會造成煤體風(fēng)化脫落，造成巷道的阻塞和揚(yáng)塵。

3.5 材料運(yùn)輸水平

掘進(jìn)過程中，材料運(yùn)輸?shù)墓ぷ髁恳脖容^大。由于巷道并非露天作業(yè)，有的在底下幾十米，有的煤礦掘進(jìn)需在好幾千米之下，這無疑給材料的運(yùn)輸和設(shè)備的供應(yīng)帶來很大的困難。本巷道深處地下，在掘進(jìn)施工過程中切割的廢料、巷道支護(hù)材料、設(shè)備的運(yùn)輸都非常困難，大大影響了施工進(jìn)度。

4 加快煤巷掘進(jìn)速度的對策

4.1 提高機(jī)械裝備配置水平

由于掘進(jìn)設(shè)備的工作對象為煤巖和礦石，硬度都比較大，工作時(shí)振動沖擊力比較大，且又屬于井下作業(yè)，環(huán)境比較惡劣，為了保證掘進(jìn)設(shè)備長期連續(xù)工作，必須選擇質(zhì)量可靠，使用效率高的機(jī)械設(shè)備。近年來，我國的掘進(jìn)機(jī)制造水平有了質(zhì)的飛躍，在液壓、電氣、元件的選用上進(jìn)行嚴(yán)格的篩選和把關(guān)，部分元器件國內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量均達(dá)不到要求的會引進(jìn)先進(jìn)國家的產(chǎn)品，增強(qiáng)了設(shè)備元器件的使用可靠性，減少了工作量，提高了半煤巖巷掘進(jìn)效率；機(jī)械裝置盡量減少串聯(lián)系統(tǒng)，多采用獨(dú)立的部件或組建，甚至可以采用嵌裝式結(jié)構(gòu)或模塊組裝的形式，這樣大大簡化了機(jī)械組裝結(jié)構(gòu)，方便機(jī)械拆裝的同時(shí)，還能大大提高掘進(jìn)機(jī)的可靠性，從而提高掘進(jìn)機(jī)的調(diào)機(jī)效率。

4.2 提高操作人員的整體素質(zhì)水平

為了提高巷道的綜掘速度，需要各道工序都能緊密的配合起來。首先，要根據(jù)巷道的巖性設(shè)計(jì)合理的截割軌跡，對綜掘機(jī)司機(jī)進(jìn)行嚴(yán)格的崗前培訓(xùn)，培養(yǎng)熟練技巧，并經(jīng)過考核取得上崗證，這樣保證了截割操作人員的熟練技巧，大大降低了截割時(shí)間；其次，加強(qiáng)設(shè)備的檢修管理，對施工中涉及的各種設(shè)備，如綜掘機(jī)、風(fēng)動錨桿鉆機(jī)、運(yùn)輸設(shè)備以及局部通風(fēng)機(jī)等都必須每日做好定時(shí)進(jìn)行檢修和保養(yǎng)，避免機(jī)械損壞而導(dǎo)致的生產(chǎn)中斷，從而影響掘進(jìn)速度的降低；然后，加強(qiáng)施工人員的技術(shù)培訓(xùn)，要求他們熟悉現(xiàn)場掘進(jìn)過程的各個(gè)環(huán)節(jié)和各道程序，能夠現(xiàn)場組織、協(xié)調(diào)各項(xiàng)工作，最大限度的提高工作效率；最后，定期安排人員外出考察學(xué)習(xí)，不斷的積累知識，提高自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)和操作水平。

4.3 改進(jìn)錨桿支護(hù)方式，提高設(shè)備綜合配套水平

開拓巷道掘進(jìn)速度不僅與綜掘機(jī)本身有關(guān)，與支護(hù)、運(yùn)輸、供電、供水以及通風(fēng)等配套環(huán)節(jié)都有很大聯(lián)系，特別是錨桿支護(hù)方面，工作量大，占用時(shí)間多。為了提高煤巷的掘進(jìn)速度，必須縮短錨桿的支護(hù)時(shí)間。在施工過程中，要根據(jù)地質(zhì)條件，盡量采用錨桿支護(hù)，減輕工人的勞動強(qiáng)度。傳統(tǒng)的錨桿支護(hù)，施工工序多，安裝麻煩，而采用機(jī)錨網(wǎng)索支護(hù)，不僅減少了施工工序，大大縮短了施工時(shí)間，而且錨索的承載力大于錨桿的承載力，保證巷道建設(shè)安全可靠性。目前，新型高強(qiáng)度、高預(yù)緊力的錨桿已經(jīng)面向市場，如國內(nèi)已有的楔縫、漲殼、鋼絲繩或鋼筋砂漿錨桿、爆擴(kuò)錨桿、倒楔錨桿、內(nèi)漲錨桿、木錨桿、竹錨桿、管縫錨桿、樹脂錨桿、水泥錨桿、預(yù)應(yīng)力注漿大錨索等。采用高強(qiáng)度的錨桿也是提高半煤巖巷掘進(jìn)速度的一項(xiàng)有效措施。我礦采用錨、網(wǎng)、索、鋼筋圈梁聯(lián)合支護(hù),強(qiáng)度高、施工工序少，符合高效綜掘的要求，因該巷道服務(wù)年限較長，故在支護(hù)后進(jìn)行噴漿，且噴漿工序緊跟支護(hù)工序，是為了防止煤體風(fēng)化脫落。

4.4 增加材料運(yùn)輸渠道，改善運(yùn)輸方式

為了保證材料能夠及時(shí)的供應(yīng)施工現(xiàn)場，可以增加運(yùn)料及鋪設(shè)軌道，還可以采用底膠帶輔助運(yùn)輸?shù)刃问剑@樣大大縮短材料的運(yùn)輸時(shí)間，不影響整個(gè)施工進(jìn)度。我礦采用無極繩絞車運(yùn)輸，具有布置靈活、安全、快速、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢。無極繩運(yùn)輸，省略了中間摘掛鉤的時(shí)間，避免因跑車、脫鉤、斷繩而引發(fā)的安全事故，降低了事故發(fā)生率，提高了運(yùn)輸效率，為綜采大型設(shè)備的安全、高效的安裝奠定基礎(chǔ)。

小結(jié)

賀西煤礦二采區(qū)4#軌道巷自實(shí)行綜掘技術(shù)以來，成型特別好，煤巷的支護(hù)方式由錨噴技術(shù)代替了砌宣支護(hù)，加快了施工進(jìn)度，支護(hù)強(qiáng)度達(dá)到生產(chǎn)要求，實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)、高效、安全的半煤巖巷綜掘建設(shè)，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，且多次受到上級部門的好評。然而在實(shí)際施工過程中還有很多問題需要我們?nèi)パ芯亢徒鉀Q，這就要求我們不斷的在實(shí)踐中積累知識和經(jīng)驗(yàn)，以便進(jìn)一步提高煤巷的掘進(jìn)速度。

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