矿山爆破新技术与器材探讨 掘进与采煤技术中国矿业论坛 三人行矿...
谢胜利
[摘 要]本文从合理设计布局采区、制定合理的掘进施工方案及组织好现场施工管理等几方面，分析煤矿实现快速掘进的技术措施与途径。
[关键词]煤矿掘进；快速；技术措施；途径
中图分类号：TD263 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）23-0005-01
引言：随着煤炭市场的逐步好转与国家对煤炭企业扶持政策的倾斜，这为煤炭生产企业提供了空前的机遇。如今综采技术水平的不断提高，煤炭产量和效率、机械化程度也随之都在逐步提高。但是，只有快速、安全、高效地掘进巷道才是煤矿生产的先决条件，这也是保证正常采掘衔接、实现高产高效的必要条件。掘进巷道工程量占矿井总进尺量的60%～80%，其掘进巷道施工速度的快慢直接影响到生产衔接与生产任务能否顺利完成问题。掘进施工因具有远离井底车场、沿煤层或在煤层附近岩层内进行等特点，面临着通风、运输等复杂困扰，经常还会受到瓦斯、断层和地压及巷道稳定性差等威胁。科学合理的采区设计、施工就显得尤为重要。只有这样才能保证施工质量，实现安全、高效掘进的目标。
1 合理设计布局采区
一般合理的采区设计：面长100～150m，推进长度500～600m。对高瓦斯矿井，其工作面参数取定的优劣将直接影响矿井整体经济效益。参数取值过大，若没有进行抽放，掘进时通风问题就很难解决；参数取值过小，这就增加了掘进和回采面搬家次数，无疑增加了无效劳动时间，降低掘进速度，严重时还会导致矿井衔接紧张、采掘比例失调，给生产造成损失。在遇到地质构造复杂地段时，工作面回风巷、运输巷布置应尽量减少中间运输环节，使之能更加顺畅。
2 制定合理的掘进施工方案
一般来说，掘进速度的提高是通过优化的施工方案和技术措施来实现的，所以在施工前应严格按设计要求，根据地质资料编制出详细可靠的、技术上可行的施工作业规程，其应切实将施工地区的地质条件说清楚。矿井能力允许时，应尽量选用先进的生产设备、破煤方法和运输方案以及支护、通风方式。通过多种途径，快速掘进创造条件。
1）合理布局巷道。①掘进巷道。条带式开采矿井中，工作面布置多以断层为界，掘进时巷道平行于断层掘进。为减少煤柱损失，巷道必须与断层保持8～15m的距离。所以巷道每向前掘进30m左右，便应垂直于巷道向断层方向掘进一小洞探明断层。为减少掘进量，钻探可解决该问题，但在规程制订时要加说明。②回风巷、运输巷。掘进巷道受到邻近回采面采动影响，采空区地压影响下的工作面回风巷、运输巷，应尽量避开采空区两翼压力集中区，即两翼10～15m，上下两巷布置应在距采空区5m为宜，或沿空护巷，沿空掘巷，采取一定的挡漏风措施。这是规程中必须要说明的内容。
2）确定掘进顺序。采区设计也是依据地质情况来划分工作面，地质测量又是保证工程质量的基础。施工作业规程编制时，确定工作面参数，首先要了解该区地质情况，确定掘进的先后顺序。假如条件允许，可开展多头掘进，但必须要符合《煤矿安全规程》要求。条件允许情况下，还应尽量安排巷道上山掘进，对于工作面要先掘进轨道运料巷，以便摸清煤层变化情况，为工作面胶带运输巷掘进确定方向。
3）明确掘进方向。工作面胶带运输巷坡度有一定要求和限制，上山的位置是根据地质剖面图结合生产需要设计确定的，但图中不一定能全面地反映实际煤层的变化情况，所以在施工时就有可能对上山掘进方向进行修改，以满足生产的使用要求。在采区工作面条件复杂、煤层变化规律不明的情况下，必须在作业规程中做出明确规定，先掘进一条探煤上山，为运输上山和轨道上山掘进定向服务，或先掘轨道巷作为胶带运输巷掘进定向服务等。
4）选择科学爆破方法。煤巷掘进为防止崩倒支架，掏槽眼要位于工作面的中下部，采用光面爆破和毫秒雷管全断面一次爆破。对施工作业规程中的爆破图表进行反复试验，及时修改补充与完善。布置周边眼时要适当离开顶帮150mm，以免超挖。爆破后用风锤或手镐将已松动的煤壁略加扩整即可。
5）支护方式合理。对受采动影响，地压大、维护困难、服务年限短的煤巷支护，应尽量选用矿用U型钢可缩性支架或采用挂网锚索联合支护方式。
6）推行掘进机械化作业。沿煤层掘进巷道，由于煤破碎较容易，出煤的工作量相对较大，占循环作业时间较长，应尽量采用刮板输送机运输，使钻装运由联合掘进机一机完成，同时也可解决巷道支护问题。这就大大减轻了工人劳动强度、提高了工作效率，加快施工奠定基础。再说，使用联合掘进机掘进、破煤工作都是连续的，因此专门的施工措施要跟上，以减少停机时间。
7）选择合适循环作业形式。合适的作业方式、正规循环，也是加快巷道掘进的关键。因此在制订规程时要根据地区条件，详细编排出一个符合实际的作业循环图表。组织不当时，不但掘进速度慢，还能造成用工浪费，经济效益低下。作业循环图表能找出整个掘进过程中的能同时平行交叉作业的工序。如交接班与工作面检查及架设的准备工作平行作业；检查中腰线与钻眼准备工作和铺设管线平行作业；钻上部眼和清理出煤平行作业；打下部眼与工作面铺设临时轨道和清洗炮眼平行作业；装药与掩护设备、工具平行作业；支护与出煤平行作业。最大限度地找出平行作业工序，能做到用工合理、充分利用时间，缩短整个作业循环的时间。根据循环所占用的时间、平行作业时所用的人工，再合理地选定工作制。比如煤巷架棚支护，远者可选用“四八交叉”工作制。这既能充分利用工作时间，又能不至于浪费工时。
3 组织好现场施工管理
1）现场管理。在现场生产管理要认真执行作业规程，一要严格按作业规程中规定的工种工序作业，保证实现正规循环；二要实行定岗、定位工作制，使任务到组，固定岗位，责任到人。明确规定时间内使用固定设备或工具，在各自的岗位上应完成的既定任务。
2）施工队伍。可将掘进、支护、运输、机电等人员组织在一个综合施工队内，统一指挥，并使各组、各工序间能有机地配合。一旦出现施工事故影响施工时，可统一调度，有效地缩短事故影响时间，保证平行作业各工种间的配合协调。
3）保障出勤。按照作业循环图表。每班次应保证一定数量人员的出勤，这方能提高掘进速度。人员不足，难以保证工序按时按量完成，且各工序间不能乱。组织正规循环，首先要抓好出勤管理这一环节。在人员配备上，应做到一个综合掘進队总人数比按作业循环图表中所需多出20～30名，以便能轮流休息或病、事时替补。提高功效也不是说人员越多越好，有时反而出现浪费工时现象。一方面抓出勤，另一方面要提高劳动生产效率。这与培训、提高技术素质有关。
结束语
新形势下，煤巷快速掘进技术是面临的一个技术难题。提高掘进速度，要根据矿井具体条件，及时调整支护参数，提高单机作业效率，强化科学管理，调动职工积极性，并组建一支过硬的掘进队伍，为提高单巷掘进水平创造条件。另外，锚杆支护技术需要尽快实现科学化、系统化、规范化，以推动快速掘进技术的发展，为更好协调采掘关系，实现高产高效建设奠定基础。加快掘进施工速度，保证生产接替，重点要做好以下工作：①严把设计关，做到优化设计，为快速掘进创造先决条件。②严格进行规程编制，并能在施工中认真执行，发现问题及时修改，以促使其更加可行、规范。③严格执行组织正规循环，以加快循环进度和缩短循环时间，增加班中循环次数。④加强职工培训与教育，努力提高工人技术素质，为快速掘进创造人力资源条件。
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