煤矿巷道快速掘进施工技术研究.pdf

2020年第8期西部探矿工程 * 收稿日期 2019-01-01 作者简介 南戟文 （1989-） ， 男 （汉族） ， 山西运城人， 助理工程师， 现从事煤矿掘进支护工作。 煤矿巷道快速掘进施工技术研究 南戟文* （潞安集团漳村煤矿， 山西 长治 046032） 摘要 为有效提高煤矿巷道掘进速度， 以巷道地质条件情况为基础， 分析了影响煤矿巷道快速掘进 的因素， 提出了一系列提高巷道掘进效率的措施， 实际应用结果表明， 通过应用这些措施有助于进一 步提高巷道掘进效率， 显著缓解日益紧张的采掘接替工作， 更好地保障矿井正常生产。 关键词 煤矿巷道； 掘进； 影响因素； 优化措施； 接替 中图分类号 TD263 文献标识码 A 文章编号 1004-5716202008-0176-03 如今矿井产业越来越往高效率和高产出方向开 发， 矿山地表也因而逐渐变得更深而且形成大断面。 然而， 日益复杂的地质条件给巷道的掘进带来了非常 不良的影响， 使掘进的效率降低， 甚至严重影响了矿井 采掘作业的接替， 造成了此项工作进程缓慢。 通过对大量的国内外研究进行调查发现， 很多专 家和学者都对快速掘进技术进行大量的研究。这些研 究分析了掘锚机组的优点和对围岩的要求， 并对复杂 条件下的快速掘进工艺进行优化和改进， 颇具创意地 提出了在具备安全保障措施后进行掘进作业的施工工 艺。这种掘进工艺的优点很多， 其中之一是能够结合 岩石力学性能试验， 对岩石的情况进行分析， 而且， 另 一方面此种工艺选用可较小直径药卷光面爆破的方 法， 这样能够更加快捷地进行巷道的掘进和完工。 1巷道地质条件 巷道掘进速度是矿井工作效率高低的重要一环， 而 地质条件的好坏能够很大程度上决定掘进速度的快慢。 而且， 地形构造、 煤岩的力学特征、 瓦斯和水的涌出情况 以及煤层的厚度等均是地质条件的重要参考项目。以上 项目越是复杂， 巷道的掘进工作越是难以推进。为提高 掘进效率， 本研究对某矿井表面运输地的情况的地质条 件的影响进行调查分析， 统计结果如表1所示。 影响因素 煤尘爆炸指数在40左右， 存在爆炸危险， 瓦斯实际涌出量相对较大 煤层顶板与底板局部存在较强的赋水性， 裂隙发育严重 直接顶主要以砂质泥岩为主 存在断层以及陷落柱等部分特殊地质构造 措施 系统的全面的监测工作面， 对涌出进行深入分析， 找出瓦斯 涌出规律 借助物探探测技术以及进行超前探测， 把赋水强度与赋水具 体位置查明 煤矿巷道存在较大的不确定因素， 应做好防范措施 应针对这些特殊地质构造采取相关措施， 且做好巷道掘进期 间的防片帮、 防冒顶工作 表1工作面运输巷的地质条件的复杂性 2影响快速掘进的因素 （1） 掘进工作面的支护失调。在掘进工作的施工 面经常会发生掘进与支护不协调的局面， 此外还有锚 杆和锚索的工作量， 这些都是影响作业效率的关键， 占 据了一半的作业时间。因此这里提出在保证安全作业 的前提下， 在掘进机后面安装顶板锚索， 提升作业效 率。另一方面， 在作业环境允许的时候， 对锚杆和锚索 的使用进行优化， 以此来优化支护的条件。 （2） 工作团队的整体素质和管理方式。①生产管 理制度的不完善， 班组间的管理制度决定工作效率。 176 2020年第8期西部探矿工程 如果施工团队在管理方面采取了错误的措施， 那么将 极大浪费团队的精力和时间。反之， 如果采取科学有 效的管理制度， 制定符合实际情况的管理方法就能够 显著提高工作效率， 使各环节的衔接和转换更加精简 和顺畅。②要注重培养操作及维修人员的技术水平， 定期考核操作人员对装置的结构性能的熟练程度， 并 着重加强对易出现故障的设备的处理。而且当引用了 新型的机械装备时， 首先要想到的就是对接员工进行 培训和考核， 然后再进行使用。 （3） 掘进过程中采用的技术方法。以往在进行掘进 施工时所采取的施工工艺通常都是单向操作， 不仅影响 掘进运输等的工作进度， 而且严重影响了巷道的支护和 巷道的成形。所以施工单位要优化施工工艺， 尽量在保 证安全施工的前提下进行平行作业。比如采取优先准备 巷道、 采用先进设备及缩短循环进尺等措施来增强巷道 的稳定性， 并且使各项环节之间的衔接更加精简和稳定。 （4） 掘进采用的配套装置。以前的常用装置机械 化水平比较低， 存在很多像装置笨重、 各工艺衔接不畅 等缺点。为了保证各装置的顺畅运行和提高效率， 要 根据实际情况对负载集管进行调整和选择， 以此来提 升工作效率和保证作业质量。矿山中采矿工艺的不同 以及地质条件的不同， 建立了一套独特的机械设备。 相关设备选择标准有 ①所采用的掘进机必须使道路 横截面与煤和岩石的强度相一致。②整个设备， 皮带 输送机和桥式装载机的支撑能力应略高于装载头的支 撑能力。③相关配套装置的各项参数必须与掘进过程 的特点和采取的工艺相匹配。 （5） 煤矿的地质情况。矿山的顶部是砂质泥岩， 遇 到水会膨胀并变软。因此， 道路支撑形式的选择对于 巷顶控制非常重要。 3快速掘进施工优化 3.1掘进设备成套装置优化研究 根据掘进过程中的运输、 装载等工序的实际情况来 调节各环节的衔接和相关参数的调整， 对掘进的整套设 备进行优化能够极大地减轻工人的劳动量， 提高掘进的 效率， 节省作业时间。比如， 采用刮板和胶带输送机， 能 够使运、 装、 掘的连续进行， 节省大量的人力物力。 3.2掘进施工工艺优化 （1） 改善综掘机的截割技术。施工人员要根据不一 样的地质情况来进行掘进施工。具体的工艺如图1所示。 （2） 采用多工艺的交叉共同操作。施工作业人员 应当在保证安全的前提下尝试对施工工艺进行优化， 调整每个环节的工作量和工作效率， 尝试进行多工序 的交叉操作。此外， 在操作过程中， 根据实际情况进行 调整， 比如在巷道支护时， 交叉进行维护检修， 或其他 的操作， 这样以来就能最大限度地节约时间、 提高掘进 的工作效率。多工序平行作业如图2所示。 （3） 对支护工艺进行优化。平稳作业、 确保作业安 全一直是矿井工作最重要的方面， 而对于掘采工作来 说， 锚网索支护是巷道作业安全的基本保障， 也是保证 巷道掘进效果的关键所在， 其中支护的衔接是重中之重 的话题。在本次作业中， 支护工艺选取了机载的临时支 护， 这样的方式不仅使支护强度增强， 而且使作业的安 全性有了保障。此件装置选用铰接轴进行连接， 用两位 三通的阀门进行液压控制， 整体结构科学合理， 不仅降 低了设备的资金投入和维护消耗， 而且简便易于操控， 提高了工作效率。其前探梁的结构如图3所示。 177 2020年第8期西部探矿工程 （4） 对作业的方式进行循环和优化。依照实际工 作情况， 实行 “三个八小时” 的换班模式 其中第一个 “八小时” 人员又分为前段和后段， 前段的人负责设备 和场地的维护， 后半段的人负责交叉作业； 其余两个班 每班循环两次。其中， 早班维护的时候要及时发现锚 索和锚杆的问题， 预见问题， 解决问题于萌芽之中， 所 以需要的时间相对较长， 应当加强注意。 4结论 总而言之， 本文经过以上的深入研究和探讨， 对多 项掘进操作的工艺进行优化和升级， 这些改善和创新 显著提高了巷道的掘进速度， 使作业程序变得更加简 便易行， 为矿井行业中顺利的采掘接替工作奠定良好 的基础。 参考文献 [1]侯宇斌.浅议影响煤矿巷道快速掘进的因素[J].能源与节能, 2016922-23. [2]刘石铮,董华斌.千米深井开采问题探讨[J].煤炭与化工,2018 370-73. [3]王本林,郭里茜.巷道快速掘进工艺和装备的现状与发展[J]. 煤炭技术,201610266-267. [4]王学成.我国煤矿巷道快速掘进技术与装各发展现状[J].煤 矿机械,201961-3. 􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕􀤕 （上接第175页） 外事故， 提出有效的措施来进行处理。对工艺程序进 行精细化管理， 指的是开展防治水工作的各个流程都 必须达到最优的过程。例如 在管理探放水工作的时 候， 根据流程的精细化管理， 应当从编制设计、 制定安 全技术措施、 明确钻孔的位置等等， 每一部分都需要制 定有效的技术标准， 确保工程的质量。 4.3现场管理精细化 可以充分展现出防治水工程精细化设计的核心。 开展精细化的管理主要体现在下列几点内容 认真贯 彻岗位职责制度、 对实际施工进行精细化管理、 对实际 施工的安全保障能力进行精细化管理、 对施工人员操 作的规范化进行精细化管理等等。 5结论 （1） 煤炭企业在进行防治水的标准化建设时， 人才 是基础， 制度是保障， 信息化是重点， 精细化是核心。 在建设的过程中， 只有建立起一支具备较强的专业水 平、 较高的执行力的人才团队， 制定有效的制度来开展 精细化管理， 采用合理的模式来进行信息化管理， 树立 正确的精细化管理观念， 增强精细化管理的水平， 只有 这样才可以加快标准化科室的建设步伐。 （2） 煤炭企业通过建设标准化的地测科室， 可以促 进地测防治水开展有效的质量标准化工作， 加强地测 防治水的技术能力、 管理能力和工作效率， 降低事故的 发生概率， 尤其是降低水害的发生几率， 避免因水灾问 题所导致的伤亡事故。 参考文献 [1]高艳刚. 煤矿防治水安全保障体系的创建与应用[J]. 资源信 息与工程， 20191 45-47. [2]李慧斌,黄祖军,李海洋. 煤矿较大以上水害事故原因分析与 对策研究[J]. 中州煤炭， 20136 41-43. [3]程功,刘磊. 王庄煤业防治水工作管理经验探讨[J]. 山东煤 炭科技， 201710 55-57. 178