提高煤巷掘進(jìn)效率的技術(shù)措施探析

黃 建，徐 曠

（中鼎國際建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，江西 南昌 330000）

1 概況

通過對黃陵礦業(yè)一號煤礦井田進(jìn)行實地考察發(fā)現(xiàn)，煤層厚度一般在0～1.6m之間。從總體上進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，煤層厚度從西向東逐漸變薄，總體可采指數(shù)達(dá)到了0.5，位于可采區(qū)域煤層厚度處于在1.32m左右，其屬于不穩(wěn)定煤層的范疇，頂板材質(zhì)砂質(zhì)泥巖以及粉砂巖，而相應(yīng)的底板材質(zhì)為砂質(zhì)泥巖、泥巖。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，煤層掘進(jìn)效率相對低下，而且巷道穩(wěn)定性比較差，因此在掘進(jìn)的過程中往往出現(xiàn)一定的安全事故以及掘進(jìn)效率相對低下的現(xiàn)象，經(jīng)過對現(xiàn)場分析發(fā)現(xiàn)，要想能夠有效地提高掘進(jìn)效率，可以對巷道進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)置巷道卸壓孔，實施巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)的方案[1]。

2 掘進(jìn)現(xiàn)狀及改善方案

由于煤礦地質(zhì)條件相對復(fù)雜以及穩(wěn)定性較差，對于傳統(tǒng)掘進(jìn)過程中所選用的炮掘，因此在掘進(jìn)的過程中極易引發(fā)巷道垮塌，這樣將導(dǎo)致需要對巷道進(jìn)行二次修型。與此同時物料運輸相對困難，為了能夠有效地提高綜采作業(yè)的安全性，必須反復(fù)對巷道打卸壓孔，因此大大降低了巷道掘進(jìn)的效率。針對不同的巷道將其進(jìn)行分類管理，同時需要分析頂板礦壓規(guī)律。對于礦壓相對較輕的位置，必須選擇取消卸壓鉆孔。為了更好地優(yōu)化卸壓效果，通常需要在爆破區(qū)域每個卸壓孔中需要添加4kg 的藥量[2]。通常情況下巷道幫部卸壓往往需要依據(jù)礦壓顯示的次序進(jìn)行，假如在井下巷道切眼在200m貫通位置時，這時可以在掘進(jìn)迎頭位置設(shè)置一個大直徑的卸壓孔，可以采用鉆孔以及爆破卸壓方式，這樣能夠有效地減少巷道泄壓孔數(shù)量，以及提升巷道掘進(jìn)效率。圖1表示相應(yīng)的爆破孔和卸壓孔布置情況。

圖1 卸壓孔布置結(jié)構(gòu)示意圖

一般情況下，需要對巷道地質(zhì)進(jìn)行分析，相應(yīng)的卸壓孔直徑設(shè)定為129mm，往往將泄壓孔設(shè)定在最后200m的位置。這樣可以有效地降低巷道卸壓孔數(shù)量，變?yōu)?個。當(dāng)在巷道掘進(jìn)的過程中，通常可以選用爆破卸壓的形式，一般可以一組爆破孔可以設(shè)置三個，孔直徑數(shù)量為42m，對應(yīng)的爆破孔數(shù)量深度可以設(shè)置為5m，單孔需要的藥量為5kg。巷幫卸壓孔深度增加為23m，同時相應(yīng)的卸壓孔間距增加設(shè)定為4m，為了能夠更好地優(yōu)化鉆孔的巷幫穩(wěn)定性，同時將鉆孔角度設(shè)定為與掘進(jìn)方向呈現(xiàn)70°角鉆進(jìn)[3]。同時需要把卸壓孔數(shù)量降低為原來的1/3，經(jīng)過改進(jìn)后鉆孔合格率提升到了78%，從而可以有效地優(yōu)化鉆孔的數(shù)量。依據(jù)卸壓孔施工方案，運用新的方法采用新型支護(hù)方法，在對巷道實施前期爆破時，可以選用“2+2”型支護(hù)結(jié)構(gòu)，通常錨桿支護(hù)間距可以達(dá)到1600mm，同時需要加上鋼鉸，其強度為21.8mm、長度為9800mm，這樣可以將其與錨索布置呈現(xiàn)為菱形排列，從而大大提高了巷道的穩(wěn)定性[4]。

為了更好地提高爆破卸壓過程中安全性，進(jìn)而可以選用大直徑支護(hù)錨桿托盤進(jìn)行支護(hù)[5]，通常托盤尺寸原始參數(shù)為：160mm、160mm、10mm，優(yōu)化后各個參數(shù)都增加為如圖2所示：220mm、220mm、10mm，與此同時支護(hù)鋼帶厚度從2.5mm 增加到4mm，這樣巷道可以滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[6]。圖2 表示相應(yīng)巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)圖。

圖2 井下巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖

3 結(jié)論

（1）對于巷道卸壓工程進(jìn)行優(yōu)化，大大減少了卸壓數(shù)量，使其數(shù)量減少了33%，與之相應(yīng)的鉆孔合格率得到了78%的提升，這樣能夠有效地保證鉆孔的效率。

（2）當(dāng)將巷道進(jìn)行優(yōu)化后，頂板支護(hù)結(jié)構(gòu)可以調(diào)整為“2+2”型，這樣能夠有效地提高了頂板支護(hù)結(jié)構(gòu)，不僅能夠有效地降低支護(hù)的穩(wěn)定性，而且減少巷道支護(hù)的時間以及相應(yīng)的支護(hù)效率。

（3）將優(yōu)化后的方案應(yīng)用到工程實踐中后，掘進(jìn)機日進(jìn)尺量提高了3.2m/d，從而可以大大優(yōu)化支護(hù)效率。與此同時該技術(shù)研究成果已經(jīng)在各個礦井中得到了應(yīng)用，并且已經(jīng)取得了顯著的效果。