提高煤巷掘进效率的技术措施探析

黄 建，徐 旷

（中鼎国际建设集团有限责任公司，江西 南昌 330000）

1 概况

通过对黄陵矿业一号煤矿井田进行实地考察发现，煤层厚度一般在0～1.6m之间。从总体上进行分析发现，煤层厚度从西向东逐渐变薄，总体可采指数达到了0.5，位于可采区域煤层厚度处于在1.32m左右，其属于不稳定煤层的范畴，顶板材质砂质泥岩以及粉砂岩，而相应的底板材质为砂质泥岩、泥岩。经过分析发现，煤层掘进效率相对低下，而且巷道稳定性比较差，因此在掘进的过程中往往出现一定的安全事故以及掘进效率相对低下的现象，经过对现场分析发现，要想能够有效地提高掘进效率，可以对巷道进行优化，设置巷道卸压孔，实施巷道支护结构的方案[1]。

2 掘进现状及改善方案

由于煤矿地质条件相对复杂以及稳定性较差，对于传统掘进过程中所选用的炮掘，因此在掘进的过程中极易引发巷道垮塌，这样将导致需要对巷道进行二次修型。与此同时物料运输相对困难，为了能够有效地提高综采作业的安全性，必须反复对巷道打卸压孔，因此大大降低了巷道掘进的效率。针对不同的巷道将其进行分类管理，同时需要分析顶板矿压规律。对于矿压相对较轻的位置，必须选择取消卸压钻孔。为了更好地优化卸压效果，通常需要在爆破区域每个卸压孔中需要添加4kg 的药量[2]。通常情况下巷道帮部卸压往往需要依据矿压显示的次序进行，假如在井下巷道切眼在200m贯通位置时，这时可以在掘进迎头位置设置一个大直径的卸压孔，可以采用钻孔以及爆破卸压方式，这样能够有效地减少巷道泄压孔数量，以及提升巷道掘进效率。图1表示相应的爆破孔和卸压孔布置情况。

图1 卸压孔布置结构示意图

一般情况下，需要对巷道地质进行分析，相应的卸压孔直径设定为129mm，往往将泄压孔设定在最后200m的位置。这样可以有效地降低巷道卸压孔数量，变为6个。当在巷道掘进的过程中，通常可以选用爆破卸压的形式，一般可以一组爆破孔可以设置三个，孔直径数量为42m，对应的爆破孔数量深度可以设置为5m，单孔需要的药量为5kg。巷帮卸压孔深度增加为23m，同时相应的卸压孔间距增加设定为4m，为了能够更好地优化钻孔的巷帮稳定性，同时将钻孔角度设定为与掘进方向呈现70°角钻进[3]。同时需要把卸压孔数量降低为原来的1/3，经过改进后钻孔合格率提升到了78%，从而可以有效地优化钻孔的数量。依据卸压孔施工方案，运用新的方法采用新型支护方法，在对巷道实施前期爆破时，可以选用“2+2”型支护结构，通常锚杆支护间距可以达到1600mm，同时需要加上钢铰，其强度为21.8mm、长度为9800mm，这样可以将其与锚索布置呈现为菱形排列，从而大大提高了巷道的稳定性[4]。

为了更好地提高爆破卸压过程中安全性，进而可以选用大直径支护锚杆托盘进行支护[5]，通常托盘尺寸原始参数为：160mm、160mm、10mm，优化后各个参数都增加为如图2所示：220mm、220mm、10mm，与此同时支护钢带厚度从2.5mm 增加到4mm，这样巷道可以满足支护结构的稳定性[6]。图2 表示相应巷道支护结构图。

图2 井下巷道支护结构示意图

3 结论

（1）对于巷道卸压工程进行优化，大大减少了卸压数量，使其数量减少了33%，与之相应的钻孔合格率得到了78%的提升，这样能够有效地保证钻孔的效率。

（2）当将巷道进行优化后，顶板支护结构可以调整为“2+2”型，这样能够有效地提高了顶板支护结构，不仅能够有效地降低支护的稳定性，而且减少巷道支护的时间以及相应的支护效率。

（3）将优化后的方案应用到工程实践中后，掘进机日进尺量提高了3.2m/d，从而可以大大优化支护效率。与此同时该技术研究成果已经在各个矿井中得到了应用，并且已经取得了显著的效果。