煤矿开拓掘进工程快速施工技术探究

煤矿开拓掘进工程快速施工技术探究

孟令江  高波

新汶矿业集团有限责任公司翟镇煤矿

【摘要】随着经济的不断发展，我国对能源的需求量日益增加，在我国，煤矿以每年8m～12m的速度向下开采，煤矿深部开采的问题日益突出。因此，重视煤矿开拓掘进工程快速施工技术对于现实生活具有重要的意义。

【关键词】煤矿；开拓；掘进；施工技术

近年来，由于综采技术的快速发展以及矿井瓦斯抽采的现实需要，掘进速度的相对滞后给安全生产带来了一定压力，也成为制约煤炭生产的一个主要问题。如何实现安全快速掘进对于煤矿安全生产具有重要意义。

0. 前言

为了开发地下的煤炭资源，必须要掘进一系列地下巷道。掘进即是在煤岩体中，采用一定的手段把煤、岩体破碎下来，行成巷道空间，并对空间进行有效的支护。巷道掘进是一个系统工程，包含员工素质、管理理念、技术装备、生产技术以及管理、安全、技术革新的影响等诸多因素，科学高效的施工组织与实施，是确保巷道掘进进度与安全，提升煤矿生产效益的重要途径之一。煤巷施工具有与其它巷道施工不同的特点：煤层巷道沿煤层或在煤层附近的岩层内掘进，易受瓦斯威胁；施工穿过的煤层或岩层一般强度较小，掘进容易，多采用掘进机掘进；但巷道稳定性较差，同时受采动影响；施工过程中，远离井底车场，工作面多且分散，工程量大，运输、通风距离长；由于煤层褶皱起伏大且有各种断层存在，施工中必须做好定向工作，避免无效进尺；由于破碎煤层容易，但装运工作占用时间较多。加强生产矿井煤巷岩巷掘进施工工艺、组织方法、技术要求，以及注意事项的研究与探讨，对于提高煤巷掘进施工质量，确保煤矿安全生产，促进煤矿可持续发展具有十分重要的现实意义。

1. 影响巷道快速掘进的因素巷道掘进是一个综合的施工工艺，它不仅取决于掘进设备的现代化程度，而且与各生产工序紧密相连。无论是引进还是国产设备，一旦进入掘进循环系统，均难达到快速掘进的要求。这除了由于掘进设备本身的可靠性的内部因素外，主要配套环节，包括支护、转载、运输、供电、供排水、通风、通讯、安全等，这些都是掘进速度受到制约的外部因素。

①掘进设备落后因素。改革开放以来，全球煤矿采掘技术迅猛发展，技术装备日新月异。我国的煤矿采掘设备技术性能也大幅度提高，但是与一些发达国家相比，整体技术水平依然落后，集成化、自动化、智能化程度还略显不足，尤其是掘进设备的一些核心元件，我国的煤矿企业仍然不能掌握其和技术，造成复杂地质条件下采掘工作受到限制。

②施工工艺。由于掘进设备的一些方面的局限性，所以施工工艺相对比较落后。根据统计资料，巷道掘进作业中的支护时间要占总作业时间的70%，虽然在煤层及半煤岩巷道中采用了锚杆、锚喷和锚梁网等支护手段，简化了巷道的支护作业，但掘进巷道作业中的掘进与支护的分离，是进一步提高掘进巷道速度的最大障碍。岩巷掘进支护和出碴工序占用的时间更长，由于很大一部分矿井都趋于老化，风钻风压不够，打眼速度慢。严重的影响了下一工序的正常进行，通常造成一个班不能在规定的时间内完成额定任务。同时，矿井老化导致一些设备的维修期过短，故障频繁也是影响施工工艺的一个重要原因，设备的故障会导致施工工艺的不连续性，造成井下有人没活干的误工现象。

③地质条件。掘进的地质条件主要是指工作面煤岩硬度，层理发育情况，顶底板的稳定情况，瓦斯涌出量，掘进面涌水量等。好的地质条件能为实现快速掘进提供一个良好的平台，反之复杂的地质条件成为影响实现快速掘进的一个咽喉。

④施工组织管理差，施工者综合素质不高带来的因素。目前，我国正处于经济快速增长期，原煤产量出现供大于求，很多煤矿管理者只注重眼前利益，在施工组织管理不注重科学性，在没有相应的措施下，过度开采煤层，同时，一些煤矿企业的工作人员综合素质低，工作经验不足，没有掌握煤矿巷道的掘进新技术与新工艺，或者掘进设备的性能不熟悉，造成掘进设备的应用率不高，巷道掘进速度不高。

2. 加强煤矿巷道快速掘进的措施首先，大力应用超前地质探测技术。地质探测技术对煤矿企业极为重要。准确的测量工作能够保障实现煤矿企业设计目标，能够很好的解决煤矿企业在采煤生过程中出现的新的地质问题，因此，超前探测技术是煤矿企业巷道掘进安全最可靠准确的技术保障。煤矿超前地质探测可以利用钻探、物探及巷探等技术方法，探清煤层的采、掘头面安全距离范围内的地质构造、水文地质状况以及岩层等重要地质信息，预防误揭煤、误透老空老巷积水、误透构造水等现象，同时也能够预防发生瓦斯突出与突水事故，促进煤矿企业安全生产。当前，超前探测所采用的方式大约三种类型，即钻探、物探和巷探。煤矿企业应该结合自身特点，在煤矿采掘前对矿区地质进行超前探测。探测前，要科学编制井下超前钻探设计图纸，制定严密的防突出、防水患、防误透老空等专门举措和应对方案；探测施工要严格按照井下钻探设计图纸进行施工，发现施工与设计图纸有冲突，要第一时间对图纸进行研究，有必要的前提下进行科学变更。要对钻探图纸等资料进行认真的分析和总结，强化矿井的超前探测管理工作；同时要坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则，防止出现误揭煤、误透老空老巷、顶（底）板突水等事故发生，从而加快为煤矿岩巷快速掘进提供先决条件。

其二，不断改进掘进设备。掘进机是煤矿巷道采掘中的核心设备，其装备技术的优劣，直接关系到井下岩巷采掘安全度、速度与效率，不但要根据煤矿企业的采煤工作条件选择适的掘进机，同时在实践过程中，要针对掘进机出现的不足逐步进行创新与改造，为其长期稳定的连续创造良好的条件。掘进机的液压系统与与掘进机的电气系统要切实维护到位，为方便操作与维修，掘进机通常应用嵌装式的结构代替螺栓组式的结构来提高设备稳定运行。

其三，不断改进的施工方法及施工工艺。实践证明，只着眼于完善“常规”的施工方法，尚不足以使巷道掘进速度产生新的跃进，还必须积极推广并进一步研究新的施工工艺和技术，如中深孔爆破，深孔爆破等。其四，加强劳动组织管理，加强施工组织管理。安全是任何一个企业生存和发展的基础和前提，更是煤矿生产的头等大事，是天字号工程。煤矿的第一要务是落实各级安监主管部门颁发的安全生产规程，在安全的前提下进行施工、采矿、掘进。另外，煤矿企业还要根据煤矿岩巷施工技术与机械设备现状，尽力实施多工序平行交叉作业业。对每个环节的工序的潜在能力仔细分析，合理的进行劳动组织管理，促进让各个工种协作性、衔接性以及作业循环性，注重过程控制，不断完善质量保证体系。同时，煤矿企业还要加强施工组织管理，在平行交叉作业规章制度上，在越高的机械化开采程度上，在综采工作面上等施工环节加强组织管理，提高综掘化水平。

总之，快速掘进是一个系统工程，包含人、技术装备、生产工艺以及劳动组织管理、安全等诸多因素，任何一个环节的欠缺都会影响到整个掘进施工的进度。因此，需要采取多种措施提高掘进效率，实现快速安全掘进，解决我国经济的快速增长对煤炭大力需求。

【参考文献】[1]中国矿业大学.井巷工程[M].北京：煤炭工业出版社，2011.