论大断面煤岩巷道如何快速掘进

【摘 要】巷道掘进是煤矿生产中的重要环节之一，随着采煤技术的不断进步，巷道掘进日益成为制约煤矿开采高产高效的瓶颈。传统钻爆法中应用的凿岩机功率小、钻速低，无法大幅提高掘进效率，本文通过采用新的支护技术与支护方式、优化施工顺序等一系列措施，实现了大断面半煤岩巷道的快速掘进。

【关键词】大断面；半煤岩巷道；快速掘进

0.前言

快速掘进是缓解接替紧张局面最为有效的方法，对实现煤矿的稳产高产和可持续发展意义重大。岩巷掘进是一个多工序交替过程，主要由破岩、装运和支护三大工序组成。要达到巷道施工的快速高效，最根本的就是使每个工序能够高效率，并使得每个工序能够很好地协调连接起来。现阶段我国的煤矿在岩巷掘进施工中，积极引进和推广新工艺、新材料、新设备，同时对原生产设备不断地进行技术改造，在爆破材料、锚杆支护的原材料和机具的造型上，进行了一系列的改革，充分发挥综合机械化效能，提高了岩石的掘进速度和支护效果。本文拟以某矿的3305巷工作面的掘进实践为例，对半煤岩巷道快速掘进技术进行探讨。

1.工作面概况

实验工作面选择某矿的3305巷工作面，该工作面西边为轨道集中大巷，西边为采区边界，南边为已经停采废弃的3303工作面。本矿井所属井田共有煤层5层，其中可采煤层为2层，实验工作面所采煤层属于属于二迭系下统山西组3号煤层，煤层为中厚煤层，厚度在1.25～3.78m，平均厚度为2.75m，煤层倾角2°～8°，平均6°，为缓倾斜煤层。顶底板方面，直接顶为易跨落的沙质页岩，平均厚度3.2m，基本顶为砂岩，强度较大，不易垮落，平均厚度7.25m。直接底为泥岩，厚度为2.5m，老底为中砂岩，致密坚硬，强度很大，厚度为5.8m。该工作面涌水量较小，充水因素主要是N14砂岩，该岩层含水量较小，补给条件差，对生产基本没有威胁。

2.巷道支护方式设计

巷道支护方式为锚-网-索联合支护。目前具体支护方案为：顶板首先铺金属网，规格为1000mm×4400mm；第一排支护和第二排支护采用1根直径d=17.8mm，长度为6500mm的钢绞线锚索和6根直径d=20mm，长度为2400mm的螺纹钢锚杆，其中锚索呈迈步式布置。锚杆或锚索的间排距为800mm×1000mm。在使用锚杆和锚索进行支护的同时，还用钢板进行配合支护，钢板规格为300mm×200mm×12mm。

帮锚杆左帮每排打四根A3圆钢锚杆，锚杆直径d=16mm，长度L=2000mm，呈矩形垂直巷帮布置，间排距为900mm×1000mm，其中上排锚杆距顶板300mm；再配以横向布置的W型钢带，规格为400mm×280mm。

3.施工设备与施工组织

3305巷工作面使用EBZ-160 型掘进机与DSP-1045/800型皮带输送机进行掘进工作，采用CMM2-15煤矿用液压钻车进行巷道支护工作。EBZ-160型掘进机截割振动小，过断层能力强，稳定性强。CMM2-15能够实现巷道工作面支护的机械化作业，最大定位支护断面可达36m2，适应巷道工作坡度为±15°，能够在含有瓦斯等爆炸性混合气体的矿井中使用，是大断面巷道快速掘进首选的一种先进设备。

施工组织采用三八制作业，其中早班8小时，4小时用于掘进支护，4小时安排大班维修组进行设备检修和维护，中班和夜班8小时全部由于掘进和支护，只配备安排1名维修工和1名电工在掘进机掘进时对液压钻车进行检修和维护，在打锚杆时对掘进机进行检修和维护，以便及时排除设备故障隐患，节约支护时间，加快掘进速度。

4.快速掘进工艺流程

3305巷快速掘进工艺流程采用综合机械化掘进和支护。截割机采用下部进刀，左右循环，由下向上截割顺序截割。掘进司机进入工作面后，首先执行敲帮问顶制度，检查加固支护。没有问题后，响铃通知皮带工，启动皮带输送机。一切就绪后接通掘进机电源，启动油泵，打开内外喷雾，摆动截割头到巷道轮廓线右下角，启动截割头，开动行走部向前进刀，截深达规定深度后停止行走，截割头向左摆动，平扫割煤至左帮轮廓线后沿轮廓线向上截割达到一定高度，向右平扫，继续向上截割，左右平扫，直至割至顶板，最后挑顶、刷帮和清底，一个切割循环完成。截割完成后，还需要使用手镐对巷道进行整形。

使用CMM2-15煤矿用液压钻车进行巷道支护的流程为：退出掘进机，进液压钻车，并调整至合适位置；用尺测量顶眼的距离，确定顶眼的位置；使用液压钻车的超前支护进行临时支护；使用钻车打设顶锚杆和锚索；铺设金属网；上钢板并进行预紧；打设上部两根帮锚并铺金属网；上钢带并进行预紧；完毕后调整液压钻车位置进行第二排支护。第二排支护首先进行临时支护；使用钻车依据第一排锚杆和锚索的位置打设第二排顶锚杆和锚索；铺设第二排金属网，并上钢板进行预紧；打设上部两根帮锚并铺金属网，并上钢带进行预紧，第二排支护完成。调整液压钻车位置进行第三排支护，首先进行临时支护；使用钻车依据第二排锚杆和锚索的位置打设第三排顶锚杆和锚索；同时配合使用风动锚头补打第一排下部两根帮锚杆；铺设第三排金属网，并上钢板进行预紧；打设上部两根帮锚并铺金属网，并上钢带进行预紧，第三排支护完成。退出液压钻车，进综掘机开始下一循环。

5.两点经验

按照目前的掘进施工技术，虽然速度较快，效率较高，但还存在一些不够完善的地方，有待进一步改进。

5.1钻车故障对施工的影响

在使用过程中，钻杆与钻机连接处漏水严重，造成打顶眼时，水压不足，影响钻孔速度，并且常常钻杆眼出现被堵塞的情况损坏钻杆，从而延缓支护速度。虽然使用带密封圈的钻杆，但是密封圈磨损快，所以需要进一步解决钻机漏水问题。此外，还存在钻车一级油缸不能均匀给油，导致速度不好掌握，定眼位时不好控制等问题，也需要予以解决。

5.2平行作业有待进一步细化

缩短支护时间，提高单进水平，要做到细化平行作业。如工作面掘出后，使用液压钻车打设顶锚杆和锚索和上部两根帮锚，下部的两根帮锚杆留给支护人员使用风动锚头补打，这样不仅实现了平行作业，缩短了巷道支护所用的时间，而且还可以防止上帮片帮。在地质条件较好的地区，在不影响迎头安全的情况下，可以将打设顶锚索滞后到掘进机的后部实施，从而实行平行打设，加快支护速度。在掘进机掘进时，应该将支护所用的材料，搬运到支护地点附近。

6.结语

在支护过程中，由于新设备的应用和新工艺流程的设计，在施工现场很多工人会出现手忙脚乱的情况，严重影响支护速度。因此，应该定期对工人进行培训，使其通过学习业务知识，掌握新的工艺流程和各工序对技术的要求，并定期进行技术练兵，给予优胜者一定的精神和物质奖励，以强化工人的技术水平。此外，为调动工人的积极性，应该建立有效的激励机制，以鼓励工人加强学习，提高技术水平，加快掘进和支护速度。 [科]

【参考文献】

[1]闫日武，王高.大断面岩巷快速掘进技术[J].建井技术，2002（01）.

[2]秦忠诚，王同旭，李正龙，刘洪儒，高洪亮.岩巷高效快速掘进综合技术研究[J].矿山压力与顶板管理，2004（02）.