煤矿巷道快速掘进影响因素分析与对策研究

聂利涛

摘 要：随着煤矿机械设备的更新换代，工作面的推进速度得到了很大的提升，实现了高产高效，但巷道掘进速度较慢，在生产过程中存在采掘接替紧张的问题。基于煤矿开采技术在煤矿作业中的重要性，随着煤矿开采技术的发展，工作面的开采速度越来越快，对掘进速度的要求也越来越高。

关键词：煤炭开采;隧道;隧道设备;掘进速度

引言

巷道快速掘进属于综合施工工艺，在掘进过程中，掘进速度与掘进设备有着直接关系，同时也与各个生产工序联系非常紧密。近些年来，随着我国综合机械化开采水平的不断提升，很多煤矿反而出现了采掘失衡的问题，特别是当前煤矿在深部开采过程中，各种类型的负面因素带来的影响更大，对巷道快速掘进带来的负面影响更为突出。因此，对煤矿巷道快速掘进影响因素与对策进行分析有着较为重要的意义。

1 影响煤矿快速采掘的主要因素

为了有针对性地提高煤矿巷道的掘进速度，需要对影响巷道掘进速度的因素进行分析。根据大量的现场实践总结，影响巷道掘进速度的因素主要有掘进工艺、巷道断面形式、支护方式、地质条件及施工组织水平。下面将分别从这几方面进行分析。

1.1 地质条件

煤矿的掘进是在地层中进行的，这使掘进速度受到地质构造的影响。对于一些简单的地质结构，例如具有良好岩层完整性的区域，由于具有简单地质结构的区域具有法向应力并且对驱动空间的影响很小，因此，驱动速度可以非常快。对于某些复杂的地质构造，例如在断层附近进行挖掘时，应降低挖掘速度，以确保挖掘的安全性。这是因为在复杂的地质构造区域中，地应力异常，必须采取安全措施继续挖掘。另外，煤体的强度， 地层中的水量，煤层中的瓦斯含量等也会对驱动产生影响。当增加开采深度时，煤层中的瓦斯含量也将增加，并且在开车时瓦斯排放量也将增加。此时，有必要注意瓦斯突出的问题。如果在驾驶过程中涌水量异常，将使驾驶面变得浑浊，严重影响环形巷道的行驶速度。'因此，在进行隧道施工时，有必要充分了解地质条件，对一些地质构造复杂的地区采取一定的对策，以保证隧道的安全[1]。

1.2 掘进工艺

在巷道掘进过程中，所选的掘进工艺对掘进速度有直接影响。现在通常采用的巷道掘进工艺主要有钻爆法和综掘法。钻爆法对于岩层比较坚硬条件下的巷道具有较好的作用，但在打眼装药时需要消耗大量的时间。综掘法实现了破岩的机械化，可在很大程度上提高掘进速度。此外，很多综掘设备带有支护设备，实现了掘进和支护的一体化，极大地提高了在很多情况下，钻爆法和综掘法多用于岩巷的掘進，而对于煤巷的掘进，现在多采用连续采煤机进行掘进，效率非常高，最高速度可以月进尺3 000 m。有的煤巷掘进时采用掏槽法。

1.3 支护参数的选择

在巷道的掘进过程中，支护工序要占总时间的50%～60%，支护速度的快慢是影响掘进速度的重要因素。合理的支护参数不仅有利于支护工序的有效进行，而且可以提高巷道的支护质量;加强临时支护，可以保障支护顺利进行及人员的安全，从而提高掘进速度。

1.4 施工人员综合素质的影响

井下施工人员综合素质是巷道掘进的前提保障，综合素质的高低决定了施工效率，综合素质的体现不仅仅体现在对掘进设备的操作，更体现对工作的责任心。责任心强的职工能重新发挥主观能动性，对工作精益求精，在工作中能够互相配合，提高施工工序的效率，保障工作的顺利进行;否则会影响巷道的掘进速度[2]。

1.5 管理水平的影响

管理者水平的高低，是巷道掘进的重要方面。如果管理者的水平较高，能够调动广大职工的积极性，且能够合理安排各施工工序的衔接，避免作业循环时间，窝工现象的产生，从而提高巷道掘进速度;管理者水平较低，职工思想抵触，各工序不能交叉平行作业，呈依次作业，将会造成作业循环时间变长，掘进速度变慢。

2 提升煤矿巷道快速掘进效果的相关措施

2.1 加大对巷道快速掘进施工人员的培训

针对当前施工技术人员整体素质相对不高对快速掘进质效带来影响的问题，持续加大对具体施工人员的培训工作力度非常关键。在具体实施中，应当采取理论培训与实践培训相互结合的方式，在理论培训过程中， 注重提升理论培训的实效性，充分考虑掘进施工人员的年龄结构、学历结构等方面的因素，多选择使用施工人员喜闻乐见的方式开展培训。同时， 在理论培训的过程中，可采用专家讲学、座谈会、交流会等方式开展，更好提升理论培训质效。在理论培训后，应当形成理论培训与实践培训相结合的实践培训，实践培训过程中，注重让施工技术人员通过实际操作的方式，更好掌握各项新技术、新工艺，提升实际操作水平[3]。

2.2 选择合理的掘进方式及设备

依据现场地质环境，下组煤皮带巷在掘进过程中，巷道的开口采用炮掘方式，9号煤顶板采用综掘施工方式。皮带巷掘进工作面采用EBZ-200H 型综掘机，并配备与之相适应运输设备，综掘机铲板装煤至机载转载机， 然后连接胶带输送机，经多部胶带输送机后，煤矸石运至地面。在施工过程中综掘机采用横向往复式截割，进刀深度不超过0.6 m，截割头跨度以0.5 m为宜，两帮预留量为0.2 m，循环进度为3 m，6刀为1个循环，巷道底部留1m厚的煤（岩），以便施工顶锚杆。

2.3 提高管理水平

在巷道掘进施工之前，必须对职工进行技术和安全培训。管理者掌握先进的班组管理理念，提高职工的文化素质和职业技术水平，采用合理的工资分配制度，充分调动每一位职工的生产积极性。使职工熟悉掌握掘进工程中自己的职责，并能够按照操作规程进行操作，熟悉掘进工程中每一道工序及要求，以便能够相互配合，顺利施工。

2.4 提高煤巷的掘进比例

为了尽可能提高巷道掘进速度，要尽量沿煤层走向掘进巷道，并要多掘煤巷。岩巷的掘进难度大，效率低。除了大巷以外，其他巷道多属于煤巷。煤巷掘进效率高，并且可以尽早地出煤。更为关键的是，煤巷的支护比较简单，便于施工，采用简单的临时支护方式即可。

2.5 合理使用喷砂技术

虽然在施工过程中使用了综合性的掘进机，但在一定程度上保证了掘进速度，但某些岩层掘进机可能会严重磨损，工作效率降低。针对这种情况，有必要使用喷砂技术。通过合理控制爆破孔的深度，数量和装药量， 可以有效地进行掘进。当前使用的中深孔爆破技术是隧道掘进中的常用技术。这项技术提高了岩石破碎量并优化了运行时间，值得与隧道机一起使用。煤矿企业应制定合理的程序，并为煤矿采掘的过程安排合适的人员。这不仅可以加快挖掘速度，而且可以确保工人的生命安全[4]。在实际工作中，最有效的方法是执行并行操作，在多个过程之间进行横切，例如同时进行支撑和挖掘，同时进行岩石加载和凿岩。

3 结束语

煤矿过度采掘是煤矿开采过程中需要解决的问题之一，而解决这一问题的关键是要实现快速掘进。在实际驾驶过程中，驾驶速度受地质条件， 驾驶设备和施工组织与管理的影响。如果要实现快速隧道掘进，则应从加强地质勘探，更新采矿设备，合理使用爆破技术以及使用有效的隧道支护技术开始。

参考文献：

[1] 云小龙.凉水井煤矿半煤岩巷道掘进技术研究[D].徐州：中国矿业大学， 2019.

[2] 熊斌.煤矿斜井综掘机快速施工技术应用研究[D].淮南：安徽理工大学， 2019.

[3] 郑翌. 煤矿巷道掘进速度影响因素分析与对策研究[J]. 煤炭与化工， 2021，44（1）：35-37.

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