煤礦巷道快速掘進(jìn)影響因素分析與對(duì)策研究

聶利濤

摘 要：隨著煤礦機(jī)械設(shè)備的更新?lián)Q代，工作面的推進(jìn)速度得到了很大的提升，實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)高效，但巷道掘進(jìn)速度較慢，在生產(chǎn)過程中存在采掘接替緊張的問題?；诿旱V開采技術(shù)在煤礦作業(yè)中的重要性，隨著煤礦開采技術(shù)的發(fā)展，工作面的開采速度越來越快，對(duì)掘進(jìn)速度的要求也越來越高。

關(guān)鍵詞：煤炭開采;隧道;隧道設(shè)備;掘進(jìn)速度

引言

巷道快速掘進(jìn)屬于綜合施工工藝，在掘進(jìn)過程中，掘進(jìn)速度與掘進(jìn)設(shè)備有著直接關(guān)系，同時(shí)也與各個(gè)生產(chǎn)工序聯(lián)系非常緊密。近些年來，隨著我國(guó)綜合機(jī)械化開采水平的不斷提升，很多煤礦反而出現(xiàn)了采掘失衡的問題，特別是當(dāng)前煤礦在深部開采過程中，各種類型的負(fù)面因素帶來的影響更大，對(duì)巷道快速掘進(jìn)帶來的負(fù)面影響更為突出。因此，對(duì)煤礦巷道快速掘進(jìn)影響因素與對(duì)策進(jìn)行分析有著較為重要的意義。

1 影響煤礦快速采掘的主要因素

為了有針對(duì)性地提高煤礦巷道的掘進(jìn)速度，需要對(duì)影響巷道掘進(jìn)速度的因素進(jìn)行分析。根據(jù)大量的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐總結(jié)，影響巷道掘進(jìn)速度的因素主要有掘進(jìn)工藝、巷道斷面形式、支護(hù)方式、地質(zhì)條件及施工組織水平。下面將分別從這幾方面進(jìn)行分析。

1.1 地質(zhì)條件

煤礦的掘進(jìn)是在地層中進(jìn)行的，這使掘進(jìn)速度受到地質(zhì)構(gòu)造的影響。對(duì)于一些簡(jiǎn)單的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，例如具有良好巖層完整性的區(qū)域，由于具有簡(jiǎn)單地質(zhì)結(jié)構(gòu)的區(qū)域具有法向應(yīng)力并且對(duì)驅(qū)動(dòng)空間的影響很小，因此，驅(qū)動(dòng)速度可以非?？?。對(duì)于某些復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造，例如在斷層附近進(jìn)行挖掘時(shí)，應(yīng)降低挖掘速度，以確保挖掘的安全性。這是因?yàn)樵趶?fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域中，地應(yīng)力異常，必須采取安全措施繼續(xù)挖掘。另外，煤體的強(qiáng)度， 地層中的水量，煤層中的瓦斯含量等也會(huì)對(duì)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生影響。當(dāng)增加開采深度時(shí)，煤層中的瓦斯含量也將增加，并且在開車時(shí)瓦斯排放量也將增加。此時(shí)，有必要注意瓦斯突出的問題。如果在駕駛過程中涌水量異常，將使駕駛面變得渾濁，嚴(yán)重影響環(huán)形巷道的行駛速度。'因此，在進(jìn)行隧道施工時(shí)，有必要充分了解地質(zhì)條件，對(duì)一些地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的地區(qū)采取一定的對(duì)策，以保證隧道的安全[1]。

1.2 掘進(jìn)工藝

在巷道掘進(jìn)過程中，所選的掘進(jìn)工藝對(duì)掘進(jìn)速度有直接影響?，F(xiàn)在通常采用的巷道掘進(jìn)工藝主要有鉆爆法和綜掘法。鉆爆法對(duì)于巖層比較堅(jiān)硬條件下的巷道具有較好的作用，但在打眼裝藥時(shí)需要消耗大量的時(shí)間。綜掘法實(shí)現(xiàn)了破巖的機(jī)械化，可在很大程度上提高掘進(jìn)速度。此外，很多綜掘設(shè)備帶有支護(hù)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了掘進(jìn)和支護(hù)的一體化，極大地提高了在很多情況下，鉆爆法和綜掘法多用于巖巷的掘進(jìn)，而對(duì)于煤巷的掘進(jìn)，現(xiàn)在多采用連續(xù)采煤機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)，效率非常高，最高速度可以月進(jìn)尺3 000 m。有的煤巷掘進(jìn)時(shí)采用掏槽法。

1.3 支護(hù)參數(shù)的選擇

在巷道的掘進(jìn)過程中，支護(hù)工序要占總時(shí)間的50%～60%，支護(hù)速度的快慢是影響掘進(jìn)速度的重要因素。合理的支護(hù)參數(shù)不僅有利于支護(hù)工序的有效進(jìn)行，而且可以提高巷道的支護(hù)質(zhì)量;加強(qiáng)臨時(shí)支護(hù)，可以保障支護(hù)順利進(jìn)行及人員的安全，從而提高掘進(jìn)速度。

1.4 施工人員綜合素質(zhì)的影響

井下施工人員綜合素質(zhì)是巷道掘進(jìn)的前提保障，綜合素質(zhì)的高低決定了施工效率，綜合素質(zhì)的體現(xiàn)不僅僅體現(xiàn)在對(duì)掘進(jìn)設(shè)備的操作，更體現(xiàn)對(duì)工作的責(zé)任心。責(zé)任心強(qiáng)的職工能重新發(fā)揮主觀能動(dòng)性，對(duì)工作精益求精，在工作中能夠互相配合，提高施工工序的效率，保障工作的順利進(jìn)行;否則會(huì)影響巷道的掘進(jìn)速度[2]。

1.5 管理水平的影響

管理者水平的高低，是巷道掘進(jìn)的重要方面。如果管理者的水平較高，能夠調(diào)動(dòng)廣大職工的積極性，且能夠合理安排各施工工序的銜接，避免作業(yè)循環(huán)時(shí)間，窩工現(xiàn)象的產(chǎn)生，從而提高巷道掘進(jìn)速度;管理者水平較低，職工思想抵觸，各工序不能交叉平行作業(yè)，呈依次作業(yè)，將會(huì)造成作業(yè)循環(huán)時(shí)間變長(zhǎng)，掘進(jìn)速度變慢。

2 提升煤礦巷道快速掘進(jìn)效果的相關(guān)措施

2.1 加大對(duì)巷道快速掘進(jìn)施工人員的培訓(xùn)

針對(duì)當(dāng)前施工技術(shù)人員整體素質(zhì)相對(duì)不高對(duì)快速掘進(jìn)質(zhì)效帶來影響的問題，持續(xù)加大對(duì)具體施工人員的培訓(xùn)工作力度非常關(guān)鍵。在具體實(shí)施中，應(yīng)當(dāng)采取理論培訓(xùn)與實(shí)踐培訓(xùn)相互結(jié)合的方式，在理論培訓(xùn)過程中， 注重提升理論培訓(xùn)的實(shí)效性，充分考慮掘進(jìn)施工人員的年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)等方面的因素，多選擇使用施工人員喜聞樂見的方式開展培訓(xùn)。同時(shí)， 在理論培訓(xùn)的過程中，可采用專家講學(xué)、座談會(huì)、交流會(huì)等方式開展，更好提升理論培訓(xùn)質(zhì)效。在理論培訓(xùn)后，應(yīng)當(dāng)形成理論培訓(xùn)與實(shí)踐培訓(xùn)相結(jié)合的實(shí)踐培訓(xùn)，實(shí)踐培訓(xùn)過程中，注重讓施工技術(shù)人員通過實(shí)際操作的方式，更好掌握各項(xiàng)新技術(shù)、新工藝，提升實(shí)際操作水平[3]。

2.2 選擇合理的掘進(jìn)方式及設(shè)備

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)環(huán)境，下組煤皮帶巷在掘進(jìn)過程中，巷道的開口采用炮掘方式，9號(hào)煤頂板采用綜掘施工方式。皮帶巷掘進(jìn)工作面采用EBZ-200H 型綜掘機(jī)，并配備與之相適應(yīng)運(yùn)輸設(shè)備，綜掘機(jī)鏟板裝煤至機(jī)載轉(zhuǎn)載機(jī)， 然后連接膠帶輸送機(jī)，經(jīng)多部膠帶輸送機(jī)后，煤矸石運(yùn)至地面。在施工過程中綜掘機(jī)采用橫向往復(fù)式截割，進(jìn)刀深度不超過0.6 m，截割頭跨度以0.5 m為宜，兩幫預(yù)留量為0.2 m，循環(huán)進(jìn)度為3 m，6刀為1個(gè)循環(huán)，巷道底部留1m厚的煤（巖），以便施工頂錨桿。

2.3 提高管理水平

在巷道掘進(jìn)施工之前，必須對(duì)職工進(jìn)行技術(shù)和安全培訓(xùn)。管理者掌握先進(jìn)的班組管理理念，提高職工的文化素質(zhì)和職業(yè)技術(shù)水平，采用合理的工資分配制度，充分調(diào)動(dòng)每一位職工的生產(chǎn)積極性。使職工熟悉掌握掘進(jìn)工程中自己的職責(zé)，并能夠按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，熟悉掘進(jìn)工程中每一道工序及要求，以便能夠相互配合，順利施工。

2.4 提高煤巷的掘進(jìn)比例

為了盡可能提高巷道掘進(jìn)速度，要盡量沿煤層走向掘進(jìn)巷道，并要多掘煤巷。巖巷的掘進(jìn)難度大，效率低。除了大巷以外，其他巷道多屬于煤巷。煤巷掘進(jìn)效率高，并且可以盡早地出煤。更為關(guān)鍵的是，煤巷的支護(hù)比較簡(jiǎn)單，便于施工，采用簡(jiǎn)單的臨時(shí)支護(hù)方式即可。

2.5 合理使用噴砂技術(shù)

雖然在施工過程中使用了綜合性的掘進(jìn)機(jī)，但在一定程度上保證了掘進(jìn)速度，但某些巖層掘進(jìn)機(jī)可能會(huì)嚴(yán)重磨損，工作效率降低。針對(duì)這種情況，有必要使用噴砂技術(shù)。通過合理控制爆破孔的深度，數(shù)量和裝藥量， 可以有效地進(jìn)行掘進(jìn)。當(dāng)前使用的中深孔爆破技術(shù)是隧道掘進(jìn)中的常用技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)提高了巖石破碎量并優(yōu)化了運(yùn)行時(shí)間，值得與隧道機(jī)一起使用。煤礦企業(yè)應(yīng)制定合理的程序，并為煤礦采掘的過程安排合適的人員。這不僅可以加快挖掘速度，而且可以確保工人的生命安全[4]。在實(shí)際工作中，最有效的方法是執(zhí)行并行操作，在多個(gè)過程之間進(jìn)行橫切，例如同時(shí)進(jìn)行支撐和挖掘，同時(shí)進(jìn)行巖石加載和鑿巖。

3 結(jié)束語

煤礦過度采掘是煤礦開采過程中需要解決的問題之一，而解決這一問題的關(guān)鍵是要實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)。在實(shí)際駕駛過程中，駕駛速度受地質(zhì)條件， 駕駛設(shè)備和施工組織與管理的影響。如果要實(shí)現(xiàn)快速隧道掘進(jìn)，則應(yīng)從加強(qiáng)地質(zhì)勘探，更新采礦設(shè)備，合理使用爆破技術(shù)以及使用有效的隧道支護(hù)技術(shù)開始。

參考文獻(xiàn)：

[1] 云小龍.涼水井煤礦半煤巖巷道掘進(jìn)技術(shù)研究[D].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)， 2019.

[2] 熊斌.煤礦斜井綜掘機(jī)快速施工技術(shù)應(yīng)用研究[D].淮南：安徽理工大學(xué)， 2019.

[3] 鄭翌. 煤礦巷道掘進(jìn)速度影響因素分析與對(duì)策研究[J]. 煤炭與化工， 2021，44（1）：35-37.

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