矿井巷道大断面快速掘进的方法探讨

时间：2024-09-03

冯超，冯维，魏奥林

（陕西能源职业技术学院，陕西咸阳 712000）

1 巷道掘进技术概述

巷道掘进技术是能源开采过程中的重要生产环节之一，矿井在巷道掘进中，回采巷道占的数量更大。巷道掘进主要有三种不同的方式。其一综合机械化掘进方法采用悬臂式掘进机掘进，也被称为矿层综掘，该巷道施工方法在我国的许多地区，使用的非常广泛。二是连续采矿机和锚杆钻机配套掘进，在我国的内蒙古地区一直使用这种方式，掘进机施工，在工作中使用连续采矿机，需要道路和交叉转换施工开挖。再有就是基坑挖掘锚集成式掘进，该施工方法仅在少数地区进行的，还在测试阶段。

2 矿井巷道掘进技术的影响因素分析

矿井巷道地质条件是影响掘进技术应用的主要因素。矿井巷道掘进地质条件主要包括：矿物的硬度，突水和瓦斯涌出，顶底板条件的稳定性。良好的地质条件是矿山巷道掘进技术应用平台的要求，苛刻和复杂的地质条件，在不同程度上影响矿山掘进进度。掘进机现代科学技术的发展，新类型的隧道掘进机已广泛使用，使工作效率和质量稳步提高。从我国目前的水平隧道掘进设备来看，虽然设备类型比较齐全，但性能差、自动化程度不高的问题较普遍。在巷道掘进施工设备水平的影响下，我国巷道掘进施工技术比较落后。虽然，半段矿井与锚喷锚梁网支护工具较先进，有效地简化了操作过程，但在矿井巷道掘进中，严重阻碍了掘进的速度。

现阶段国内矿山开采企业生产中，企业管理者对施工组织管理不完善，部分企业在巷道开挖时过度追求速度，而忽略了质量监督工作，矿井巷道掘工作相关的组织管理计划难以落实到实践中，不仅影响巷道掘进的技术和应用效果，还存在更多的安全隐患。

3 朱家河矿13503切眼概述

朱家河矿的13503段的矿井巷道切眼地质特征如下；此区域矿层分布一般控制在5-2，这一层的矿物质赋存状态较好，且矿层厚度较平稳，矿层呈现出西低东高，每一个巷道倾角经探测发现角度平缓，大多数倾角在10°以内，平均矿层倾角5°；矿层厚度不超过1.5m，存在部分矸石层为3层，相对稳定，矿层中夹杂的矸石存在间断性，朱家河矿区经探测未发现有较大地质灾害危险存在。

3.1 巷道规格及支护方式

朱家河矿13503大切眼断面大体为矩形，边角为圆形。矿井巷道掘进断面：高度不超过2.5m，宽度不超过6m；竟高度2.4m，竟宽度5.9m，井巷的掘进竟断面S净=15.16㎡，预测量掘进断面S掘=16.20㎡。临时支护：使用T型金属带与单体支柱一起使用称之为临时支护。永久支护：朱家河矿的13503大切眼断面井巷采掘使用T型金属带、锚索、防护网，支护设备的排距为：700mm，巷道锚索分布方式为3—2—3—2，设置长度为5m。

3.2 施工方法

朱家河矿的巷道使用MZ—1.2型采矿用电钻进行大眼，经爆破进行采掘。因为该巷道的断面突出，在进行采掘过程中，需要先进行导硐，进而对矿井巷道顶部牢固支护；扩展至巷道断面，扩帮的距离为3m～4m。

图1 作业循环图

每班1个整循环（一导一扩），日循环3个，日进尺2.4m，月进尺很难超过70m。

4 实现平行作业，加强劳动组织，提高单进水平

综上所述，矿井开采巷道支护对掘进工作的次数、进尺、时间产生一定影响作用，所以，朱家河矿若想要实现平行作业，最大限度减少支护时间，会影响到单进水平，因此想要提升单进水平，给出的合理建议如下。

（1）加强施工设备管理。采用2台矿用电钻与3台锚杆钻机进行配合施工，一定确保有2台机器是好用的，同时保证这2台机器可以进行扩帮拱脚、导硐顶板一起进行巷道施工。

（2）加强风、水、电管理。朱家河矿的井巷施工及掘进要注意三方面的管理即电、风、水：①电力系统：矿井掘进工作面使用矿山开采专用移动供电设备，能够确保持续供电；②压风系统：此系统可以确保2台风动锚杆钻机一起掘进作业；③供水系统：供水管路可以有效进行防尘处理，并且该供水系统是专用管路。

（3）分组并进平行作业。朱家河矿所使用的采掘支护手段对于矿井开采进尺、开采时间有一定影响，所以，将平行作业发挥出最大作用，尽可能减少支护时间，直接影响单进情况，所以，将该矿的工作人员进行分组，共分为三组，同时进行平行作业，为了提高巷道采掘的工作效率：①扩帮拱角与导硐顶板进行组合使用进行支护施工（包括2台矿用电钻机、2台风动锚杆机）；②矿用电钻打眼与备料设备、延伸溜子和风水管路配合使用，有助于采掘作业顺利进行；③使用2台风动锚杆机与扩帮拱角、拉出迎头实现平行作业。

改变后的作业流程图如下。

图2 分组平行作业流程图

对于上述矿井施工工艺与劳动组织的变更，可使用两扩量导的方式，每天进行12次循环，将进尺数量保持在每日4m左右，对于大断面切眼进行采掘，月进尺数达到100m以上。