楊寶忠

摘 要 隨著礦山開(kāi)采規(guī)模和煤巷斷面面積的逐步擴(kuò)大，越來(lái)越多的礦井選擇利用配套設(shè)備綜合一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)大斷面巷道的快速掘進(jìn)。但實(shí)踐中影響快速掘進(jìn)的因素很多，對(duì)生產(chǎn)的效率與安全影響復(fù)雜，相關(guān)工作人員必須深化對(duì)各項(xiàng)因素的認(rèn)識(shí)和把握，以提高快速掘進(jìn)的施工效率。

關(guān)鍵詞 大斷面巷道；快速掘進(jìn)；施工組織；施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：TD263 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）06-0177-01

隨著礦山開(kāi)采規(guī)模和強(qiáng)度的大幅增加，為確保生產(chǎn)安全，保證礦井掘進(jìn)、運(yùn)輸、通風(fēng)等系統(tǒng)中大型設(shè)備的安裝和運(yùn)行要求，煤巷作業(yè)的斷面有逐漸擴(kuò)大的趨勢(shì)。由于國(guó)內(nèi)很多仍采用以鉆爆法為主的傳統(tǒng)巷道作業(yè)方式，使掘進(jìn)速度慢，成本高，并造成采掘工作接替緊張等諸多問(wèn)題，因此可考慮在條件允許的地區(qū)采用巖巷掘進(jìn)設(shè)備綜合一體化技術(shù)，利用專業(yè)、先進(jìn)的配套設(shè)備提高掘進(jìn)效率及其穩(wěn)定性。

1 影響掘進(jìn)效率的因素分析

1）工作人員的職業(yè)素養(yǎng)。相關(guān)操作人員的技術(shù)熟練程度、生產(chǎn)積極性和安全意識(shí)是決定礦井掘進(jìn)效率的關(guān)鍵因素。因此必須在新工藝實(shí)施前對(duì)工人進(jìn)行嚴(yán)格培訓(xùn)，使其全面掌握操作技巧，明確安全規(guī)范的落實(shí)對(duì)企業(yè)及自身的重大意義。使施工中工種齊全、分工明確、配合密切、銜接連貫，并發(fā)揮出各種先進(jìn)設(shè)備的性能優(yōu)勢(shì)。管理者則應(yīng)提高專業(yè)技能，完善安全規(guī)程和生產(chǎn)工藝，及時(shí)發(fā)現(xiàn)掘進(jìn)方法或支護(hù)設(shè)計(jì)中的不合理并進(jìn)行科學(xué)整改，認(rèn)真貫徹組織制度和勞動(dòng)制度，加強(qiáng)對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的管理。此外，還應(yīng)完善生產(chǎn)管理組織形式，堅(jiān)持以崗位責(zé)任制為中心的技術(shù)設(shè)備措施、施工組織制度的落實(shí)，并盡可能合理地選擇作業(yè)方式和循環(huán)方式，優(yōu)化勞動(dòng)組織。

2）機(jī)械設(shè)備及技術(shù)因素。設(shè)備的選擇是決定掘進(jìn)速度的另一個(gè)重要因素。傳統(tǒng)鉆爆法中應(yīng)用的鑿巖機(jī)功率小、鉆速低，無(wú)法大幅提高掘進(jìn)效率，因此大斷面中開(kāi)始使用盾構(gòu)機(jī)或TBM掘進(jìn)機(jī)等設(shè)備，將鉆巖、掘進(jìn)、支護(hù)等功能集于一體，并可通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備制導(dǎo)與監(jiān)控，使工作效率成倍提高。此外，使用配套設(shè)備機(jī)械化作業(yè)，可使占掘進(jìn)循環(huán)時(shí)間1/3以上的裝巖工序大大簡(jiǎn)化，縮短時(shí)間75%。在生產(chǎn)技術(shù)方面，合理選擇錨桿提高錨固質(zhì)量、選擇濕噴工藝提高噴漿效果等，對(duì)掘進(jìn)作業(yè)的效率及安全性具有重要影響。而大斷面給巷道支護(hù)帶來(lái)的困難，支護(hù)增加對(duì)巷道通風(fēng)的影響，也都是高效連續(xù)掘進(jìn)中必須解決的技術(shù)問(wèn)題。

3）環(huán)境因素。施工環(huán)境中瓦斯、地?zé)?、壓力以及地下水等因素直接影響著掘進(jìn)的效率，施工中必須借助專業(yè)設(shè)備對(duì)環(huán)境因素進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)，并做好通風(fēng)、防突等治理措施，確保其不會(huì)給作業(yè)帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)。

2 連續(xù)掘進(jìn)系統(tǒng)的配套設(shè)備

1）目前應(yīng)用較普遍的連掘系統(tǒng)包括懸臂式掘進(jìn)機(jī)與連續(xù)掘錨及采煤機(jī)組。懸臂機(jī)組的適用范圍廣，但具有支護(hù)掘進(jìn)不能平行作業(yè)的問(wèn)題，而連采連掘機(jī)組則具有循環(huán)小、效率高的優(yōu)點(diǎn)，但也存在頂幫支護(hù)不及時(shí)、適應(yīng)性差等不足，因此必須針對(duì)礦井的具體地質(zhì)賦存條件進(jìn)行選擇。如在斷層、陷落柱、風(fēng)氧化帶、踩空區(qū)等地質(zhì)條件惡劣、環(huán)境不適于施工，采掘工藝的循環(huán)進(jìn)度次數(shù)必須得到改革，才能保證巷道持續(xù)支護(hù)質(zhì)量，在這種情況下，移動(dòng)機(jī)器的次數(shù)頻率會(huì)無(wú)形中增加采煤工藝的程序，特別是在軟媒或者風(fēng)氧化帶，由于掘進(jìn)機(jī)的重量較大，只能從煤層底板掘進(jìn)。這樣的話，會(huì)造成掘進(jìn)機(jī)下沉的事故，導(dǎo)致采煤工藝非常被動(dòng)。而采用綜掘機(jī)，由于質(zhì)量較輕，可通過(guò)沿底掘進(jìn)或者爬至煤層頂板掘進(jìn)，能客服掘進(jìn)機(jī)中存在的問(wèn)題。把綜掘機(jī)與改良錨桿鉆機(jī)相配套，可形成強(qiáng)大的掘進(jìn)及支護(hù)能力，在各種不同的地質(zhì)條件下均可正常、有效的掘進(jìn)。通過(guò)制定規(guī)范化的操作制度和常態(tài)的維修保養(yǎng)程序，實(shí)現(xiàn)巷道的支護(hù)與掘進(jìn)工藝的平行作業(yè)，并可解決高瓦斯礦井瓦斯突出的安全生產(chǎn)問(wèn)題。

2）為適應(yīng)大斷面的不良地質(zhì)條件和較高的支護(hù)要求，應(yīng)采用性能優(yōu)越、穩(wěn)定度高的錨桿和網(wǎng)支護(hù)，或針對(duì)礦井具體環(huán)境，對(duì)永久支護(hù)性進(jìn)行有針對(duì)性的改造，提高多工序支護(hù)的機(jī)械化程度，并使之與綜掘機(jī)更加適應(yīng)和配套。如針對(duì)勞動(dòng)強(qiáng)度高、移鉆不便等問(wèn)題，可通過(guò)組織科研攻關(guān)，研制性能靈活、工作狀態(tài)穩(wěn)定、使用方便、液壓密封性高的鉆機(jī)供巷道頂板永久支護(hù)使用。

3 技術(shù)方案的確定

1）應(yīng)對(duì)不同煤層條件應(yīng)采用不同的切割順序的工序，如綜掘機(jī)在進(jìn)行松軟煤層挖掘時(shí)，應(yīng)從工作面巷的下角開(kāi)始，并采用向上切割的方式進(jìn)行采煤作業(yè)。在此過(guò)程中，為保證綜掘機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中的切入穩(wěn)定性，必須先進(jìn)行切底掏槽；另外一種情況，當(dāng)工作面巖石性質(zhì)為硬煤時(shí)，為預(yù)防切落的大塊煤卡住綜掘機(jī)而導(dǎo)致裝煤與運(yùn)煤的速度，必須采用自上而下的工藝順序；第三種情況，工作面為半煤巖巷時(shí)，切割煤應(yīng)在切割巖石之前，即采用先軟后硬的采煤工作工藝。在切割過(guò)程中，還應(yīng)充分考慮煤巖的層理及地質(zhì)結(jié)構(gòu)，不可橫斷層理，導(dǎo)致影響掘進(jìn)機(jī)的割煤速度。

2）采用礦用螺旋鉆機(jī)完成錨索、巷道頂錨桿的施工安裝后，采用風(fēng)動(dòng)或者電動(dòng)錨桿鉆機(jī)施工護(hù)幫錨桿。螺旋鉆機(jī)高度適宜，墻體高度為2.1 m，圓弧拱的夾角在132°，巷道凈高為3.6 m，采煤掘進(jìn)斷面采用錨、網(wǎng)、帶支護(hù)，錨索補(bǔ)強(qiáng)的支護(hù)方法。空頂區(qū)采用前探梁進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)；錨桿支護(hù)巷道拱部采用直徑20 mm、長(zhǎng)2000 mm的全螺紋等強(qiáng)錨桿并且配2·9m的M型鋼帶、金屬網(wǎng)支護(hù)，用MSK2833型樹(shù)脂錨固劑卷錨固，錨桿間排距為833×700（mm）。

3）施工組織可制定“三·八”制的作業(yè)制度，主要內(nèi)容是兩個(gè)班生產(chǎn)，其中兩個(gè)班負(fù)責(zé)生產(chǎn)的任務(wù)，一個(gè)班負(fù)責(zé)維修的工作。具體的施工程序是：組織綜合工種和專業(yè)技術(shù)隊(duì)組相結(jié)合的工作隊(duì)，采用雙向掘進(jìn)的方式，其中一條作為輔助運(yùn)輸巷，另一條作為膠帶巷，綜掘機(jī)在一條巷道割煤時(shí)，錨桿機(jī)在另一條巷道支護(hù)。當(dāng)綜掘機(jī)割煤完成一個(gè)循環(huán)后，把掘進(jìn)機(jī)移到另一條巷道割煤；此時(shí)可將錨桿機(jī)移到已割好煤的巷道進(jìn)行永久支護(hù)。兩者相互配合進(jìn)行施工。整體的施工過(guò)程中，不需要工人進(jìn)入空頂，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)施工效率的提高，減少安全事故的發(fā)生。

綜上所述幾點(diǎn)改進(jìn)大斷面掘進(jìn)的技術(shù)方法，不斷創(chuàng)新和完善掘進(jìn)工藝，推廣各種先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用，并結(jié)合不同的實(shí)際條件總結(jié)組織管理與施工形式上的經(jīng)驗(yàn)和問(wèn)題，進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)煤礦綜掘一體化技術(shù)成熟和普及，逐步實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)整體施工能力的提升。

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