周保國

（大同煤礦集團大同地煤公司青磁窯礦，山西 大同037003）

在我國的自然資源中，基本特點是富煤、貧油、少氣，這就決定了煤炭在一次能源中的地位。我國煤炭資源總量為5.6萬億噸，其中已探明儲量1萬億噸，占世界總儲量的11.60%。我國煤層賦存條件復(fù)雜，呈現(xiàn)多樣性，煤層厚度從零點幾米到幾十米之間變化，為了開采煤炭，需要開掘大量的煤巖巷道。掘進和回采是煤礦生產(chǎn)的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，采掘技術(shù)及其裝備水平直接關(guān)系到煤礦生產(chǎn)的能力和安全。高效機械化掘進與支護技術(shù)是保證礦井實現(xiàn)高產(chǎn)高效的必要條件，也是巷道掘進技術(shù)的發(fā)展方向。

1 巷道掘進技術(shù)

我國煤巷高效掘進方式主要有3種：第1種是懸臂式掘進機與單體錨桿鉆機配套作業(yè)線，也稱為煤巷綜合機械化掘進，在我國國有重點煤礦得到了廣泛應(yīng)用，主要掘進機械為懸臂式掘進機，它適應(yīng)范圍廣；第2種是連續(xù)采煤機與錨桿鉆車配套作業(yè)線，在我國神東、萬利等礦區(qū)及鄂爾多斯地區(qū)進行了推廣應(yīng)用，主要掘進機械為連續(xù)采煤機，它需要多巷掘進，交叉換位施工；第3種是掘錨機組掘錨一體化掘進，僅在一些礦區(qū)進行了使用，目前處于試驗階段。

1.1 煤巷綜合機械化掘進

煤巷綜合機械化掘進由懸臂式掘進機、轉(zhuǎn)載機、可伸縮帶式輸送機（或刮板輸送機）、單體錨桿鉆機、通風(fēng)除塵設(shè)備及供電系統(tǒng)等設(shè)備組成。懸臂式掘進機是煤巷綜合機械化掘進的關(guān)鍵設(shè)備，掘進機的性能對于提高掘進工效和掘進進尺具有重要作用。

我國研制的新一代煤巷掘進機具有以下技術(shù)特點：

1）整機結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計合理；

2）機身矮、重心低、工作穩(wěn)定性好；

3）生產(chǎn)能力大、破巖能力強、適應(yīng)性好；

4）采用液壓馬達直接驅(qū)動裝載機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定，可靠性高，減少了維護量；

5）采用無支重輪履帶行走機構(gòu)和履帶導(dǎo)向輪黃油缸張緊裝置，提高了履帶行走機構(gòu)的可靠性；

6）液壓系統(tǒng)簡單可靠，增設(shè)了自動加油裝置，提高了液壓系統(tǒng)的可靠性；

7）電氣系統(tǒng)采用了PLC控制，具有工礦檢測和故障診斷功能。

懸臂式掘進機在我國重點煤礦已普遍使用，發(fā)揮了重要作用。但由于是單巷掘進，且采用單體錨桿進行錨桿支護，掘進和支護不能平行作業(yè)，影響了掘進速度的進一步提高。

1.2 大斷面煤巷連續(xù)采煤機高效掘進

連續(xù)采煤機是一種具有較大截割寬度的集落煤、裝運及行走為一體的綜合機械化掘采設(shè)備，在國外廣泛應(yīng)用于矩形斷面的雙巷或多巷快速掘進，以及短壁開采，已成為現(xiàn)代高產(chǎn)高效礦井的重要設(shè)備。我國引進連續(xù)采煤機始于1979年，迄今為止大體經(jīng)歷了單機和成套設(shè)備引進兩個階段。

2 巷道掘進影響因素

巷道掘進是一個系統(tǒng)工程，影響因素較多，該系統(tǒng)中包含人（施工者和管理者）、技術(shù)裝備、生產(chǎn)技術(shù)以及管理、安全、技術(shù)革新的影響等諸多因素所構(gòu)成的綜合復(fù)雜體系。現(xiàn)將其歸納以下兩個主要方面：（1）人的因素（施工人員的基本素質(zhì)和管理組織形式）；（2）施工機械設(shè)備及生產(chǎn)技術(shù)因素。下面就制約巷道快速掘進諸因素探討分析：

2.1 人的因素

2.1.1 施工人員的素質(zhì)培養(yǎng)

一項工程如果沒有人的參與，其永遠不可能實現(xiàn)。無論是全自動機械化作業(yè)還是全人工原始施工，施工人員是關(guān)鍵因素，在施工過程中起積極能動作用，超過其他任何因素，其具體包括以下兩點：

（1）勞動者的素質(zhì)

勞動者的素質(zhì)主要包括受教育程度、技術(shù)熟練程度、勞動者的生產(chǎn)積極性、安全教育等幾個方面。影響地下礦山井巷掘進的因素很多，比如操作人員沒有按照規(guī)程作業(yè)，操作人員文化水平比較低，對生產(chǎn)工藝不熟悉，對生產(chǎn)設(shè)備的性能了解不夠，操作不熟練等等。因此，在施工前和勞動過程中，加大對工人的技能培訓(xùn)尤為重要，勞動者的勞動技能獲得改善，可極大提高工作效率。

（2）管理者的能力

管理者，特別是基層直接管理者的技術(shù)水平、組織能力、管理能力、培訓(xùn)能力等方面在施工組織中尤為重要。施工過程中，作業(yè)規(guī)程編制及技術(shù)交底質(zhì)量差，對生產(chǎn)的指導(dǎo)性不強；安全規(guī)程不完善，現(xiàn)場管理不到位或制定的管理制度未認真貫徹；技術(shù)人員業(yè)務(wù)素質(zhì)低，巷道掘進設(shè)計不合理，生產(chǎn)工藝不完善，支護設(shè)計不合理等都會給生產(chǎn)造成隱患，從而影響施工的順利進行。

2.1.2 管理組織形式

（1）基本管理制度

健全和堅持以崗位責(zé)任制為中心的各項管理制度，是施工技術(shù)措施、施工設(shè)備和施工組織得以順利實施的保證，是加快施工速度、降低生產(chǎn)成本、保證施工質(zhì)量和安全的基礎(chǔ)。

（2）合理的施工方法

對于巷道掘進，采取一次性開挖成型或多次開挖成型方式，根據(jù)圍巖情況進行超前支護或初期支護，必要地段加強支護，以保證安全。在支護過程中，改善施工藝，如采用濕噴工藝、發(fā)揮圍巖自承能力的錨桿支護等，既減少工人勞動強度，又改善施工環(huán)境。

（3）科學(xué)的施工組織

科學(xué)地施工組織要求作到以下幾點：

①確定每個工序作業(yè)時間和循環(huán)時間；

②多工序平行作業(yè)；

③編制合理高效的循環(huán)圖表，優(yōu)化勞動組織；

④合理選擇施工作業(yè)方式和循環(huán)方式；

⑤確定循環(huán)合理的循環(huán)進尺。

2.2 施工機械設(shè)備及生產(chǎn)技術(shù)因素

2.2.1 機械設(shè)備

鉆眼、爆破與裝運是巷道施工中主要工序，而鉆眼與裝運設(shè)備的合理選擇及使用將直接決定巷道掘進速度。

（1）鉆眼

當(dāng)前巷道掘進普遍使用的仍是氣腿鑿巖機 （如7655型、YT-28型、YTP26型等），由于氣腿鑿巖機輸出功率小，鉆速低，所鉆炮孔深度淺，要想提高工作面鉆孔速度，就得多機作業(yè)，但掘進工效仍無法提高。我國部分工程項目已采用單臂、雙臂或三臂鑿巖臺車進行施工，但就我國鑿巖設(shè)備使用及更新程度來說，大部分仍停留在第一、第二代水平，即氣腿鑿巖機或半液壓鑿巖臺車水平。

（2）裝運

裝巖工序在平巷掘進中占整個循環(huán)時間的30～50%，當(dāng)前國內(nèi)已基本實現(xiàn)機械化作業(yè)。從五十年代到現(xiàn)在，我國工程施工中裝運機械共進行了四個階段的更新，在裝巖上總的趨勢是從效率低的裝載設(shè)備為主的間斷出碴設(shè)備配套，向高效率連續(xù)出碴設(shè)備配套發(fā)展，即采用連續(xù)作業(yè)的蟹爪式或立爪式裝載機與皮帶轉(zhuǎn)載機和礦車配套，或采用的無軌鏟運機出碴或與大噸位自卸汽車配套出碴，其可把掘進工效提高1～2倍，采準時間縮短75～80%。

2.2.2 生產(chǎn)技術(shù)

根據(jù)我國井巷掘進當(dāng)前施工水平，廣泛采用的仍是鉆爆法施工，而支護方式基本為錨噴支護。該方法在施工速度、安全質(zhì)量、勞動強度、生產(chǎn)成本方面均優(yōu)于傳統(tǒng)的架棚支護和砌碹支護方式。

（1）改進光爆技術(shù)，加強巷道成形

當(dāng)前巷道爆破均采用光面爆破，而大多為淺孔爆破，為提高進尺，可從加大孔深和孔徑入手，并且經(jīng)多年實踐，中深孔（5m）爆破也是可行的。

（2）合理選擇錨桿，提高安裝質(zhì)量

錨桿是否發(fā)揮作用，最關(guān)鍵是選型是否正確及安裝規(guī)范與否。不同圍巖需選用合理的錨桿，如砂漿錨桿、樹脂錨桿、中空注漿錨桿及預(yù)應(yīng)力錨索、對穿頂應(yīng)力錨索等。錨桿安裝角度、錨墊板是否貼緊巖面及注漿是否飽滿，都將直接影響錨固質(zhì)量。

（3）選用合格材料，保證網(wǎng)噴質(zhì)量

金屬網(wǎng)主要增加噴砼的抗彎強度和韌性，但其安裝時必須緊貼巖面。選用合格的噴漿料生產(chǎn)砼，并選擇濕噴工藝，不但可提高噴漿效果，減少回彈率，還可改善工作環(huán)境。

［1］何滿潮，袁和生，靖洪文，王方榮，景海河.中國煤礦錨桿支護理論與實踐[J].科學(xué)出版社，2004,04.

［2］周興旺,程樺,鄭高升,趙世晨,姚直書,榮傳新,楊海勝,汪春勤.礦山建設(shè)工程技術(shù)新進展[C]//2008全國礦山建設(shè)學(xué)術(shù)會議文集（上）.合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2008,09.