岩巷综掘快速掘进施工技术探究

岩巷综掘快速掘进施工技术探究

王艳国

淮河能源控股集团煤业公司张集煤矿，安徽淮南 232001

摘要：矿井巷道的快速掘进实质上就是借助适宜的掘进工艺与科学的施工方法及合理的管理措施，对掘进作业的各个工序进行合理配置，确保各工序耗时的最小化，从而在保障巷道施工质量的同时确保作业效率的最大化。 本文对综掘机快速掘进技术的实现进行研究分析。 
　　关键词：综掘机;施工管理 ；因素
　　煤矿炮掘巷道掘进作业存在较多工序流程。首先是钻眼破岩，当前矿井大多采用浅眼爆破开采模式，存在较多的循环次数，降低了煤矿的掘进速率。其次是支护工艺，以往煤矿巷道采用工字钢架棚支护或者U型钢支护方法，但这些支护方式存在较高的成本，且效率较低，不但会占用较多的掘进时间，且还会拉低巷道掘进水平。最后是运输工序，炮掘巷道运输一般使用调度绞车牵引矿车，但运输中主要使用单人接力式操作模式，自动化水平较低，且不存在连续性，运输环节较多浪费了很多人力资源，增大了运输风险，不利于巷道的快速掘进。 综上所述，岩巷推行综掘势在必行。

1工程概况

淮河能源控股集团张集煤矿某工作面底抽巷运输巷，巷道设计长度为1630m，断面为直墙半圆拱形，断面尺寸为：净宽×净高=5.0×3.7m，采用锚网索喷+钢带支护，喷浆厚120mm，主要揭露岩性为砂质泥岩、粉细砂岩和中、细砂岩。

2施工流程及要求

2.1 施工工艺

根据-预计剖面图，巷道拨门时先采用炮掘，施工一段距离，能够安装综掘机后，改为综掘机掘进。

2.2 施工方法

采用一掘、一喷、一锚作业方式，每圆班3循环，每班循环进尺1.6m～2.4 m，循环采用掘进机刨头将迎头。当顶板完整时，每循环进尺2.4 m，当顶板遇软泥岩或掉顶超过500mm时，每循环进尺不超过1.8m，且及时打超前护顶锚杆。

2.3施工要求

顶部支护必须紧跟迎头，严禁空顶、空帮作业；截割成型后及时进行敲帮问顶，找净帮、顶部的危矸、活石后打点柱进行临时支护；然后初喷50mm厚混凝土封闭围岩，防止围岩的开裂、风化、水解。只有在临时支护完成的情况下，才能对拱顶部进行锚网索喷支护。

2.4工艺流程

掘进机掘进： 交接班→安全检查（顶板、瓦斯、工程质量等）→开机检查→ 掘进机切割→安全检查→临时支护→初喷→打顶部锚杆→挂网→安装顶部锚杆

2.5装、运矸方式

掘进机出矸至皮带机，然后进入主皮带系统出货。

3 提高掘进速度的主要措施

3.1完善巷道支护技术 
　　以往煤矿开采期间使用的钢棚支护技术存在诸多缺陷，不但成本较高且作业效率较低，对此应采用锚索支护、锚网梯支护方法，以缩短巷道支护时间。同时，还应采用大功率的高效锚杆钻机，在减轻工人劳动强度的基础上提升施工效率。在支护材料方面，对于压力较大的破碎巷道顶板，应使用钢筋网材料;对于压力较小的破碎顶板应采用高分子塑料网或铁丝网材料。对于顶板条件更差的巷道，应采用锚索配合钢筋梯的支护方法，以有效提升支护效果。 
3.2 科学的队组管理 
　　对巷道掘进速度有影响的要素包括自然要素、设备要素和人为要素。三者中前两者可控性有限，因此，人为要素对掘进速度的影响最为显著。基于这一点，同忻三盘区在掘进队组的管理上采取以人为本的原则，不断不定期地培训以提高井下作业人员思想文化水平与职业技能水平，同时优化工资分配制度，从而最大化调动了矿井作业人员的积极性。具体内容为：班组长对下属工人具有一定考核奖惩权;每月开展班组大考核，对其中表现优异的班组进行额外奖励，并由班组长根据工人具体表现进行班组内分配;班组作业均制订相应的作业计划，对其中按时达标班组进行相应的奖励，并对不达标的班组进行考核，从而在班组间形成良好的竞争氛围;对于不服从队组或班组管理的人员实施考核，对不遵守生产规程的人员进行班组考核。 
3.3创新除尘方式，改善作业环境 
　　岩巷综掘机截割期间，产生的粉尘量很大，作业环境差，对职工身体造成很大伤害。为改善职工作业环境，减少职业伤害，在淮北矿业职能处室的指导下，我们积极开展粉尘治理试验，多措并举，取得了较好的效果。 
　　掘进期间采用长压短抽混合通风方式，压入式通风采用两台2×15Kw对旋局扇供风，供风能力160～450m3/min，一台使用，一台备用；抽出式通风采用两台2×11Kw对旋除尘风机，吸风能力260m3/min。风筒通过托架固定在二运和综掘机上，紧跟综掘机摇臂，除尘风机安装在皮带机可伸缩机尾上，并通过刚性连杆与二运相连，保证在综掘机和二运行进期间除尘风机可以同时前进，避免了多次延接风筒。 
　　工作面掘进期间，在除尘风机处将压入式风筒断开，开启除尘风机除尘，配合综掘机内外高压喷雾，综掘机正副司机佩戴正压呼吸面罩，将迎头高浓度粉尘与综掘机正副司机隔离。另外在一运、二运转载点上方分别安装了高压喷雾，在巷道中安装3道捕尘网，配合高压喷雾，形成3道高压水幕，将除尘机排出的经初步过滤的粉尘与后路的人员隔离。在迎头和回风流中安装两台粉尘监测探头，实时监控粉尘浓度。通过对粉尘的综合治理，大大降低了了粉尘危害，为现场施工人员创造了一个良好的工作环境。 

4注意事项

平行作业时，在迎头向后7.2～9.6m之间设置为隔离区，两端分别拉设刚性护栏，挂好警戒牌，由小班验收员、安监员等专职警戒；综掘机作业时严禁人员及综掘机炮头穿过隔离区。同时，在综掘机后方拉设警戒，任何人员不得进入警戒以内；如因特殊情况需过往，必须先与综掘机司机及照灯人员联系好，待停机确认安全后方可通过，以确保行人安全。

切割帮部时，帮部风水管要吊挂至一定高度，一般不得低于2.5m，以防炮头碰断风水管。帮部切割完毕后，停机，及时进行帮部支护，严禁空帮。每次帮部切割进度与迎头切割进度保持一致。

每次掘进机截割或炮后及时进行敲帮问顶，找净危矸活石。打戴帽点柱支护顶板，然后初喷50mm混凝土封闭围岩，临时支护完成后，才能对拱部进行锚网索喷支护。

临时支护要紧跟迎头，临时支护最大控顶距为一循环进尺与上一循环剩余不足一排锚杆距离之和，空顶超过400mm时必须打锚杆护理顶板，只有当顶板的锚杆支护结束后，方可撤除点柱。临时点柱必须规范使用防倒绳，以防点柱歪倒。

严禁空顶作业，初次支护必须支护到拱基线下。顶板破碎或围岩松软时，施工超前锚杆超前支护掩护掘进，每排12根，间距不大于250mm，方向与巷道施工方向平行，并上仰15°，同时缩小锚索排距至1.6m，且锚索紧跟迎头。

5效果分析

采用综掘机掘进，该巷道连续3个月平均进尺160m，最高进尺175m，且施工质量优良，每月质量标准化都达标，全程无安全事故。

6 结束语
　　现阶段矿井生产中的主要手段还是以岩巷快速掘进技术为主，由于岩巷施工作业的过程中会受到较多因素的影响，导致生产的进程无法得到有效保障，所以必须做出针对性的措施进行改善。同时，在对岩巷快速掘进技术进行改进的过程中，还必须将安全管理的问题给予重视，以此来保证有序的煤矿生产安全。 
　　参考文献： 
[1]杨广祥，吴茂胜，吕玉芝等.综掘机快速掘进配套技术应用探讨[J].山东煤炭科技，2014，(9):54-55.
[2]王俊杰，吴瑞，卢雨等.综掘机快速掘进技术在中泰公司的应用[J].煤矿现代化，2010，(3):14-15.