張 兵

(山西陽(yáng)煤五礦，山西 陽(yáng)泉 045209)

引 言

高瓦斯突出礦井煤巷快速掘進(jìn)是一項(xiàng)集多種工藝于一體的綜合性工藝，掘進(jìn)的工藝和速度不僅僅和現(xiàn)代化的生產(chǎn)工藝有著非常密切的關(guān)系，并且同整體工作過(guò)程中的生產(chǎn)工藝都緊密地聯(lián)系在一起，最終都會(huì)對(duì)煤礦采掘地工作產(chǎn)生影響。隨著中國(guó)煤礦開(kāi)采機(jī)械化程度的提高，出現(xiàn)了一系列采掘不平衡甚至是采掘事故的發(fā)生。本文以某煤礦集團(tuán)的掘進(jìn)工作面為研究的對(duì)象，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的觀測(cè)和施工的實(shí)踐等措施，對(duì)工序進(jìn)行更好地優(yōu)化和參考，從而達(dá)到更好地節(jié)省工序時(shí)間和提高掘進(jìn)速度的目的，希望能夠?yàn)槲覈?guó)高瓦斯突出礦井巷快速掘進(jìn)工藝提供更好的參考性意見(jiàn)和建議。

1 煤巷掘進(jìn)的現(xiàn)狀概況

以盤(pán)區(qū)大巷的某個(gè)掘進(jìn)區(qū)域?yàn)槔?，該煤層的平均厚度?.13 m，以1.11 m的平均厚度作為直接的泥巖頂部，之后再以2 m的平均厚度沙質(zhì)泥漿作為老頂，直接底的沙質(zhì)泥漿的平均厚度為11.28 m。在兩條巷道的中間，一般都會(huì)采用在煤層進(jìn)行底板掘進(jìn)的方式來(lái)設(shè)置專業(yè)的聯(lián)絡(luò)橫穿。之后在分別采用煤層底板掘進(jìn)的方式，每隔一段距離來(lái)設(shè)置一個(gè)橫穿。在掘進(jìn)的過(guò)程中，主要由進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷兩個(gè)巷口組成。每個(gè)巷口大約有一個(gè)12°左右的傾斜角，平均的度數(shù)為6°。

在掘進(jìn)的過(guò)程中會(huì)遇到諸多類型的問(wèn)題，主要包括煤礦質(zhì)量過(guò)于松軟而引起的鉆孔成孔率低的問(wèn)題，也會(huì)產(chǎn)生因?yàn)榈貞?yīng)力大或者瓦斯高而產(chǎn)生的諸多問(wèn)題。如果稍有不注意就會(huì)產(chǎn)生掘進(jìn)過(guò)程銜接緊張、掘進(jìn)的速度不夠快、掘進(jìn)整體技術(shù)水平較低、礦井的均衡性受到威脅等方面的影響，為此我們必須要采取有效的措施來(lái)進(jìn)行掘進(jìn)工藝和技術(shù)的提升，這樣才能使煤巷挖掘的速度得以最大限度的提升，最終提高礦井的挖掘效率[1]。

2 巷道掘進(jìn)的主要作業(yè)方式和工藝流程

主要采用連續(xù)采煤機(jī)和配套的綜合化機(jī)械方式來(lái)更好地進(jìn)行機(jī)械化煤礦掘進(jìn)作業(yè)，之后再陸續(xù)采用高預(yù)緊力的螺紋鋼錨桿以及其他不同類型的方式來(lái)進(jìn)行支護(hù)。一般都先采用專業(yè)公司制造的12CM27-11EYL型連續(xù)的采煤機(jī)來(lái)更好地完成切割煤塊和裝煤塊的工序，之后再采用PM2110C梭車(chē)來(lái)完成煤炭開(kāi)采刀給料破碎機(jī)運(yùn)輸?shù)墓ば?。給料破碎機(jī)再把已經(jīng)破碎了的煤塊轉(zhuǎn)載到膠帶運(yùn)輸機(jī)去運(yùn)輸。

整體的工藝流程包括以下幾個(gè)步驟。第一，由交接班的工人進(jìn)行安全檢查，以便更好地預(yù)防突發(fā)的狀況；第二，連采機(jī)進(jìn)入刀預(yù)測(cè)指標(biāo)的預(yù)測(cè)，之后再進(jìn)入掘進(jìn)的巷道進(jìn)行切割，然后再把煤炭更好地裝入到梭車(chē)中，讓它們更好地進(jìn)行運(yùn)煤，之后再進(jìn)入到切槽和采垛的輪流循環(huán)中；第三，將連采機(jī)調(diào)出轉(zhuǎn)移巷道進(jìn)行工作，再通過(guò)讓錨桿機(jī)更好地進(jìn)入已經(jīng)被加工好的巷道中進(jìn)行支護(hù)，隨后再進(jìn)行敲幫支頂，之后再用錨桿機(jī)對(duì)臨時(shí)的支壁進(jìn)行臨時(shí)的支護(hù)；第四，等到永久支護(hù)結(jié)束之后再利用鏟車(chē)來(lái)清理已經(jīng)變碎的煤屑，最終進(jìn)行自動(dòng)驗(yàn)收。

3 提高掘進(jìn)工藝和速度的主要措施

3.1 采用雙預(yù)測(cè)工具和儀器進(jìn)行預(yù)測(cè)

之前的預(yù)測(cè)通常是采用1臺(tái)預(yù)測(cè)儀器配合配套鉆桿的方式進(jìn)行預(yù)測(cè)，每檢測(cè)一個(gè)數(shù)據(jù)需要的時(shí)間大概為5 min，而對(duì)預(yù)測(cè)眼進(jìn)行施工需要的時(shí)間大約為1 min左右。如果在等到一個(gè)探眼檢測(cè)數(shù)據(jù)的過(guò)程中進(jìn)行施工，完全可以再施工另外一個(gè)探眼，在施工完畢之后再采用另外一臺(tái)檢測(cè)儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)，整體施工的過(guò)程中使得預(yù)測(cè)的時(shí)間大幅度的減少。此時(shí)如果在預(yù)測(cè)的過(guò)程中能夠采用兩臺(tái)預(yù)測(cè)鉆荷預(yù)測(cè)儀器同時(shí)進(jìn)行的話，整體預(yù)測(cè)的時(shí)間就會(huì)縮短一半，甚至預(yù)測(cè)的更快。在施工一個(gè)預(yù)測(cè)眼加一個(gè)探眼的基礎(chǔ)上，如果能夠再多施工一個(gè)探眼，那么整體時(shí)間可以縮短0.5 h左右。因此預(yù)測(cè)一臺(tái)鉆需要的時(shí)間大約為7 h，而預(yù)測(cè)兩臺(tái)鉆的時(shí)間就能夠有效縮短一半。

3.2 根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整幫錨桿的數(shù)據(jù)

在整個(gè)掘進(jìn)施工的過(guò)程中，錨桿的支護(hù)過(guò)程耗費(fèi)的時(shí)間往往最長(zhǎng)，這會(huì)大大地延長(zhǎng)整體掘進(jìn)的速度。因此在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行支護(hù)的過(guò)程中，主要的步驟包括以下幾點(diǎn)。第一，在對(duì)資料進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上對(duì)整體操作的過(guò)程進(jìn)行全面分析，之后再通過(guò)對(duì)錨桿進(jìn)行支護(hù)而全面地對(duì)數(shù)值進(jìn)行模擬；第二，在對(duì)煤巷道的最下方進(jìn)行破碎時(shí)要記得帶上一根幫錨桿，之后再在滯后60 m的距離處進(jìn)行施工，最終對(duì)整體工程進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的施工。注意將原先7 m左右的滯后距離升級(jí)為60 m。最后，注意在后續(xù)作業(yè)循環(huán)的空隙時(shí)間進(jìn)行平行打補(bǔ)。最終計(jì)算下來(lái)，在每個(gè)循環(huán)中平均節(jié)省下來(lái)的時(shí)間可以達(dá)到1 h左右[2]。

3.3 在不同的工序間更好地實(shí)現(xiàn)平行作業(yè)

在實(shí)際的施工過(guò)程中會(huì)包含很多的施工環(huán)節(jié)，在對(duì)物料進(jìn)行交接和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安全環(huán)節(jié)進(jìn)行檢查的過(guò)程中，我們可以采用分工平行作業(yè)的方法進(jìn)行施工，這樣能夠更好地縮短大約10 min左右的交班時(shí)間。在對(duì)煤炭進(jìn)行加工的過(guò)程中，如果需要進(jìn)行吊掛和拖拽電纜的工作時(shí)，可以選擇與支護(hù)施工進(jìn)行平行施工的方式，這樣整體施工的過(guò)程中最終可以節(jié)省大約20 min的時(shí)間。如果想要節(jié)省施工的時(shí)間和提高施工的效率，可以提前通過(guò)調(diào)整機(jī)械的方法進(jìn)行施工，能夠取得好的效果。

3.4 盡量讓工序和時(shí)間變得標(biāo)準(zhǔn)化

即使是在相同的條件下，整個(gè)循環(huán)作用中班組消耗的時(shí)間也是有著一定的差異，造成這一現(xiàn)象的根本原因是工人在操作的過(guò)程中所采用的方法具有一定的差異。因此，在實(shí)際施工的過(guò)程中，一定要利用各種類型的工業(yè)和工程現(xiàn)場(chǎng)管理方式對(duì)掘進(jìn)中的各個(gè)工序進(jìn)行合理的規(guī)劃和全面的觀測(cè)分析，并更好地運(yùn)用各種分析方法進(jìn)行全面的研究。在施工的過(guò)程中，對(duì)工序中所消耗的時(shí)間進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的制定是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，但是在指定的過(guò)程中我們也要充分考慮工人心理和生理上面的諸多因素。期間采用的公式為：標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間=觀測(cè)時(shí)間×評(píng)定系數(shù)×(1+放寬率)。在操作的過(guò)程中，先對(duì)時(shí)間進(jìn)行全方位標(biāo)準(zhǔn)化的指定，之后再通過(guò)對(duì)工人進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的培訓(xùn)來(lái)提高他們的工作效率。這樣一系列的措施得以改進(jìn)之后，整個(gè)工序的操作時(shí)間和平行作業(yè)的時(shí)間程度都得到了很大程度的改善，作業(yè)的循環(huán)數(shù)量也得以增多，最終效率也得以很大程度的提高。改進(jìn)后循環(huán)作業(yè)圖，如圖1所示。

圖1 改進(jìn)后循環(huán)作業(yè)圖

4 結(jié)語(yǔ)

在高瓦斯突出礦井施工的整個(gè)過(guò)程中，如果采用雙預(yù)測(cè)工具進(jìn)行儀器預(yù)測(cè)、調(diào)整幫錨桿數(shù)據(jù)、不同的工序之間更好地實(shí)現(xiàn)平行作業(yè)和盡量讓整體工序施工的時(shí)間變得標(biāo)準(zhǔn)化等施工的方法，就能夠使得整體的施工效率變得更高，更快地實(shí)現(xiàn)高效煤炭的快速掘進(jìn)。相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高瓦斯突出礦井煤巷道的掘進(jìn)工藝技術(shù)會(huì)有更大的突破，最終都能夠取得更好的效果。