孟占業(yè)

(大同市國土資源局，山西大同 037006)

在煤礦開采過程中，為加深對地下煤炭資源的開發(fā)，需要對巷道采取規(guī)劃性的挖掘處理。掘進施工就是指利用先進的技術處理措施粉碎煤體或巖體，從而建立一定的巷道空間，并做好巷道空間支出處理的過程。通常巷道掘進施工會受到多方面因素的影響，科學的組織設計和技術措施是保障巷道安全與施工進度的基本條件。因此，加強有關煤礦巷道掘進施工技術的探討，對于提升巷道掘進施工質量和效率具有重要的現(xiàn)實意義。

1 煤礦巷道掘進施工的影響因素

煤礦巷道掘進施工會受到多方面因素的影響，其中生產技術、施工機械設備與地質結構是主要因素。

1.1 生產技術

目前國內煤礦巷道掘進施工中通常采用鉆爆法施工，采用錨噴支護方式進行支護，相比較原有的砌碹支護和架棚支護方式具有更好的安全質量、更低的施工強度和較快的施工效率。然而在實際應用中也出現(xiàn)了較多的問題，如在施工中未有效控制裝藥量或未把握好巷道炮眼角度，則很容易引發(fā)錨網(wǎng)質量不高和巷道成型差等問題，進而較難確保井巷的施工質量。

1.2 施工機械設備

在煤礦巷道掘進施工中經常采用的機械設備主要有裝運、爆破和鉆眼設備。1)裝運。裝運施工工序基本占到煤礦巷道掘進施工周期的50%以上，目前裝運過程基本都實現(xiàn)了機械化操作。煤礦企業(yè)現(xiàn)在比較常用的有皮帶轉載機與礦車配合或連續(xù)作業(yè)立爪式、蟹爪式裝載機械，并使用高噸位自卸汽車和無軌鏟運機配合開展出渣施工，采用此種方式相比原有的裝運機械其巷道掘進施工效率提高了1.5倍［1］。2)鉆眼。目前通常使用氣腿式鑿巖機進行施工鉆眼，相關實踐經驗表明:氣腿式鑿巖機的炮眼鉆進深度、鉆速、輸出功率等都存在不足，且工作面鉆孔效率同時受到瓦斯涌出量、井巷斷面、受壓縫、多機配合工作方式等因素的影響。根據(jù)現(xiàn)代煤礦巷道掘進施工分析發(fā)現(xiàn)，小斷面采用鑿巖臺車、大斷面使用TBM掘進機和盾構機等可有效改善掘進施工效率。

1.3 地質構造

在煤礦巷道掘進施工中，頂?shù)装宓慕Y構穩(wěn)定性、褶曲構造、瓦斯涌出量、層間發(fā)育狀況、圍巖節(jié)理、涌水量、工作面煤巖硬度狀況等都會影響掘進施工進度和質量。通常在地質條件相對良好的地段其基層工作條件也相對較好，能夠開展快速掘進施工，而對于復雜的地質環(huán)境條件，其會嚴重影響掘進施工的效率和進度。若掘進施工中存在煤巖層結構穩(wěn)定性不高、煤系地層褶曲出現(xiàn)斷層、煤層厚度變化明顯、頂?shù)装宄霈F(xiàn)破碎等問題，則會很容易引發(fā)冒頂、垮落等安全事故。另外若掘進施工進行到地質構造相對復雜的煤系地層或煤層時，可能會出現(xiàn)大量瓦斯涌出，驟升的瓦斯?jié)舛群苋菀滓l(fā)安全事故。因此在實際施工時應當實時監(jiān)測回風風流中的瓦斯?jié)舛炔p小掘進工作面［2］。

2 煤礦巷道掘進施工技術要點

2.1 掘進工作面的防塵與通風處理

2.1.1 防塵

在煤礦巷道掘進施工中，粉塵通常由煤塊掉落與地面或設備形成碰撞、煤巖在摩擦壓力作用下粉碎等過程產生，工作面沉積粉塵、通風中吸收的粉塵等也是其重要來源。煤礦工程中通常采用通風除塵、煤層注水、礦井巷道巖壁清洗、濕法鉆眼與鑿巖、安置隔爆設備、裝巖灑水等方式進行除塵。在實際施工中還可以采用長短抽通風除塵方式或多種技術措施結合的方式進行除塵，且除塵時應當考慮施工現(xiàn)場的工作條件。另外在具體施工時還應實時監(jiān)測空氣粉塵濃度，并要求工作人員配備粉塵防護設施，以此提高煤礦巷道掘進的安全性。

2.1.2 通風

巷道掘進工作面的通風質量將直接關系到煤礦生產的安全性。當前通常使用通風機對掘進工作面進行通風處理，在選擇通風機時應當按照通風機的工作風量和工作風壓要求進行恰當選擇，現(xiàn)在比較常用的就是壓入式通風機。壓入式通風機及其啟動設備應當在距離風口10 m以上、距離地面30 mm以上的位置進行安裝，且通風機的吸入風量應當比全風壓供給風量有效。通風機在工作時要安排專人監(jiān)管，且在下井操作前應當先對通風機的運行狀況進行檢查、維修與維護，確保通風機在掘進工作施工中能夠安全、連續(xù)、可靠運行。另外在選用通風機時還應當考慮選擇恰當?shù)耐L風筒，風筒的直徑應當與極限通風長度供風標準相適應，以此為依據(jù)要盡可能選擇直徑較大的風筒;在安置風筒時其出口與掘進工作面的間距應當控制在5 m以內，以減小風阻防止出現(xiàn)渦流問題，從而確保巷道通風良好［3］。

2.2 運輸系統(tǒng)

2.2.1 水平緩沖矸石倉

要提高矸石的轉儲效率通常選用膠帶運輸方式;在施工巷道位置外段長度應當至少擴展到20 m以上，且在中間部位分別搭設高度在1.5 m左右的防護網(wǎng)，并將人行道、軌道與矸石運輸通道分離，確定好緩沖水平矸石倉，以建立連續(xù)出矸系統(tǒng);前部扒裝機在放炮完成后應當立即將矸石集中扒至膠帶，膠帶將矸石轉存到水平緩沖矸石倉內，然后后部扒裝機將矸石移送到運輸車上，車輛能夠實現(xiàn)隨到隨裝過程。此種方式能夠有效克服出矸速率低、絞車提升運輸慢的問題，且能有效減少施工人員工作量。

2.2.2 膠帶運輸機

相比傳統(tǒng)的絞車運輸，膠帶運輸機具有以下優(yōu)點:膠帶的上層能夠進行運矸，下層則可以開展運料，能夠有效完成矸石的連續(xù)運輸過程，且減少物料運送的工作量，避免了意外事故的發(fā)生;維護簡單，主要采用集中控制方式;膠帶工作運行穩(wěn)定，可靠性較高;使用的配件及鋼材設備較少，且能耗較低，利于節(jié)省成本。

2.2.3 光面爆破技術

光面爆破技術在煤礦巷道掘進施工中的應用極為廣泛。光面爆破技術是指在爆破施工中同時引爆工程周圍的炮眼，讓爆炸裂縫能夠順著徑向方向不斷向四周擴散，并通過鄰近炮眼間的沖擊波疊加作用向巖體施加切向的拉力，使裂縫在完全擴展后能夠在巖層表面形成平整度較高的爆破面?，F(xiàn)代光面爆破施工中主要采用修邊光爆法、預裂光爆法、輪廓線光爆法三種爆破技術。在具體施工中通常使用淺孔爆破方式，為加深爆破的深度尺寸可適量擴大炮眼的直徑與深度;炮眼應當在帶煤礦巷道的輪廓線位置進行布置，且眼內的裝藥量與間隔距離應當與圍巖的具體狀況相適應［4］。

2.2.4 錨桿支護

錨桿支護是指利用錨入圍巖深層的錨桿使圍巖自身的力學狀況發(fā)生改變，利用圍巖與錨桿的協(xié)同作用使巷道四周建立一個穩(wěn)定的整體巖石帶，由此對巷道進行保護。錨桿支護雖然具有支架成本低、巷道變形小、通風阻力小、適應性強、維護費用低、鋼材與坑木用量少、錨桿輕質、安全性高等優(yōu)點，但其不能避免圍巖的風化過程和錨桿間裂隙巖石的脫落，因此通常將其與錨噴支護方式結合使用。錨噴支護方式在采取上山、回采巷道、靜壓巷道、松軟巷道、動壓巷道、穩(wěn)定巖石巷道中都具有較強的適用性。另外在大斷面硐室、交叉點、煤倉、絞車房、外井筒、馬頭門等位置常用光爆錨噴支護技術。采用錨噴支護技術能夠有效減少巷道變形，并為巷道掘進提供良好的穩(wěn)定基礎。

3 結語

巷道掘進施工質量的好壞將直接關系到煤礦生產的整體效益，因此，相關技術與施工人員應當加強有關煤礦巷道掘進施工技術的分析，總結巷道掘進施工中的影響因素和技術要點，不斷學習和引進先進巷道掘進技術，以逐步改善煤礦巷道掘進施工質量。

［1］李建強.煤礦巖巷快速掘進技術與管理［J］.科技信息，2011，12(29):62-63.

［2］沈建成.關于煤巷快速掘進技術研究分析［J］.華章，2011，13(14):74-75.

［3］楊仁樹.我國煤礦巖巷安全高效掘進技術現(xiàn)狀與展望［J］.煤炭科學技術，2013，6(10):61-62.

［4］趙宏偉.我國煤礦巖巷快速掘進技術現(xiàn)狀及展望［J］.煤炭科學技術，2012，5(35):57-58.