大断面岩巷快速掘进分析

李伟

淮河能源集团煤业分公司潘二煤矿  安徽   淮南    232087

摘要：煤矿为国民经济和社会发展提供了可靠的能源保障，2021年，我国原煤产量达41.3亿t，煤矿消费量占能源消费总量的56%，煤矿在我国能源体系中的主体地位和“压舱石”作用短期内不会改变。煤矿资源赋存特征和行业长期发展的惯性决定了我国煤矿以井工开采为主，2019年井工煤矿数量和产量仍分别占总量的92.6%和81.8%。岩巷是煤矿通风、物料运输、人员通行以及机械调配的重要通道，是保证井下生产系统正常运转的动脉。我国煤矿井巷年掘进长度超过10000km，其中岩巷长度超过2000km。相对于煤巷而言，岩巷掘进难度大、耗时长，对煤矿安全高效开采影响显著。因此，岩巷掘进理论与技术一直是矿井建设工程的核心研究内容之一。基于此，本篇文章对大断面岩巷快速掘进进行研究，以供参考。

关键词：大断面岩巷；快速掘进；应用分析

引言

为提高巷道掘进效率降低矸石产量，在矿井生产设计时尽量布置煤巷，受现场条件限制、围岩控制以及使用时间等影响，矿井难以避免需要布置岩巷。与煤巷相比，岩巷具备稳定性强、维护费用低以及返修工作量少等优点，一般使用时间较长且作为主要的开拓大巷使用；同时当矿井开采煤层具有煤与瓦斯突出危险性时，一般通过布置底抽巷实现区域瓦斯治理。岩巷是煤矿开拓系统以及安全生产系统中重要组成单元，但是岩巷掘进时受掘进层位、掘进方式等因素制约，掘进速度较慢（进尺一般在50~60m/月），在一定程度上影响矿井生产接替。因此，依据掘进巷道现场情况，针对性提出岩巷快速掘进工艺，对实现矿采掘正常接替及持续发展具有明显的促进意义。

1煤矿煤巷大断面快速掘进技术注意事项

1.1完善前期勘察工作

做好地质勘探是煤巷大断面技术应用前的必要内容，必须在实际动工前对相关区域的地质情况全部掌握才能够依据具体参数来开展施工设计，煤巷大断面快速掘进作业也是同种情况。前期勘查工作能够明确相应区域的煤层情况以及地质应力因素，这些都与快速掘进工作有直接关系。传统钻孔勘探效率差、参数普适性差，在进行地质构造勘探的过程中需要重点应用现代化地质勘探技术，钻孔透视仪勘探、瞬变电磁勘探技术以及高密度电阻率勘探等先进勘探技术能够最大限度提升勘探工作所得参数的准确性，而且在很大程度上提升了勘探效率。各单位应重视先进勘探技术的实践应用，将所得参数作为煤矿大断面掘进作业设计的依据。

1.2重视通风防尘工作

煤矿煤巷大断面快速掘进作业中，巷道当中的粉尘浓度会不断增加，加上各类岩层煤层中的有害气体持续释放，因而巷道掘进过程中要采取适当的通风防尘作业。过高的粉尘浓度不仅会带来爆炸事故而且也会对作业人员的健康造成威胁，有害气体与之同理。在进行通风防尘作业时需要重点注意做好巷道风压设计，保障风压参数满足通风需求。另外，在进行相应的通风系统设计时要注意主通风系统和辅助通风系统的电力分离，保障独立供电，最大限度提升通风系统的故障应对能力，保障通风系统在掘进过程中有一定的通风能力余量，切实保障井下作业人员的安全。

2影响因素

（1）巷道地质结构。煤矿的地质结构情况直接影响着巷道掘进速度与支护水平。这就要求相关技术人员在煤矿开采前，对矿井附近的岩石情况、顶板条件、煤层厚度等进行专业测量。对于地质环境较好的矿井结构，可直接进行开采作业；对于地质结构较为复杂，煤层上层岩石厚度较厚的区域，需要相关作业人员在开采前进行相应的支护工作，为后续开采工作提供较为安全的环境。与此同时，在进行支护作业前，需进一步对围岩的载荷情况进行精确测量与科学计算，避免顶板发生位移影响开采安全。（2）机械设备水平。机械设备的推广与应用为煤矿企业开采效率的提高奠定了坚实的基础。近些年，掘进设备及技术逐渐成为影响煤矿企业开采速度的关键因素。当前阶段，我国常见的掘进技术主要包括炮掘与机掘，这两种方式凭借自身的优势越来越多的应用于复杂施工环境中。除此之外，由于我国机械化水平起步相对较晚，这就要求相关煤矿企业积极引进国内外先进的采矿技术，并根据自身实际情况对其进行不断完善与优化，最大程度的提高我国掘进技术的智能化与集成化发展，更好的推动矿企业的技术进步。（3）作业人员能力。随着我国现代化建设脚步的逐渐加快以及能源转型速度的稳步提升，现代煤矿企业必须跟上社会发展的脚步，对自身技术水平及管理能力进行不断完善与创新。现阶段，部分煤矿开采过程中，仍有许多环节依赖于井下作业人员的操作。因此，煤矿企业在开采前，必须对有关作业人员进行安全责任意识的强化和专业技能的培训，确保每一位作业人员将安全责任意识放在第一位，专业技能过关，特殊岗位持证上岗；同时，煤矿企业还应建立完善的管理机制，将更多的关注点放在开采技术水平提升及安全保障方面为煤矿企业更为良好的发展提供保障。

3大断面岩巷快速掘进应用建议分析

3.1加强技术准备

在掘进施工的前期阶段，做好掘进准备工作是关键的基础阶段，工作人员需要在煤矿井下巷道掘进顶板支护技术的应用前期，做好资料分析工作，查阅与施工有关的材料，了解煤矿巷道掘进顶板支护技术的要点。无论是支护施工的技术参数，还是有关的标准数据，都需要技术人员在施工前期进行综合化的考量，了解煤矿开采区域的岩层结构，做好前期调研工作、实地考察工作。在支护之前查阅资料时，对地质条件资料进行补充，针对缺失不完整的部分，要进行现场的调研，在实际考察中采集信息，了解井下实际状况，对水温条件、地质条件、支护形式之间的匹配性进行分析，提高施工工艺效果。要优化施工方案，对施工方案的科学性、合理性加强把握，详细地做好材料规划、设备规划，对临时支护的形式和具体的支护技术进行设计。支护施工中要明确施工的重点、难点、支护要点，排除安全风险，用人为的方式去调整风险问题。例如重视巷道开口这一关键的施工要点，在该环节加强支护管理、安全管理，防止出现后续的安全隐患，在前期的准备环节，要配备完善的设施设备，优化掘进工艺，提高支护技术水平，集中资源和力量优化支护效果，架棚支护顶板管理。

3.2优化施工组织

随着巷道掘进速度增加，巷道仍采用“两掘一喷”施工组织方式，喷浆施工效率不满足生产需要同时喷浆质量较差。根据现场掘进现状以及掘进队伍情况，并经过仔细研究，提出将以往的“两掘一喷”施工组织方式改为“两掘两喷”施工组织方式，并在巷道迎头布置2台喷浆设备，其中1台喷浆设备位于掘进迎头，主要用以初喷；另外1台喷浆设备滞后迎头一段距离，对巷道进行复喷。同时喷浆作业班由1班改为2班，提高喷浆速度并改善喷浆质量。某轨道下山爆破方式由以往的浅孔爆破改为中深孔爆破，并规范爆破器具、炸药、装药结构、炮眼布置以及施工要求等方面进，使得现场掘进人员熟练掌握中深孔爆破技术。

结束语

总而言之，影响岩巷快速掘进的因素包括有巷道掘进方法、掘进及围岩支护设备、施工组织等，通过对上述影响因素进行针对性优化，可在一定程度提升巷道掘进效率。巷道围岩变形量整体较小。现场采用的大断面岩巷掘进工艺可实现巷道快速掘进，可为采区早日投入生产赢取时间。

参考文献

[1]张献波.紫金矿大断面岩巷快速掘进技术实践[J].煤矿与化工,2021,44(09):17-19.

[2]裴博林.大断面切眼巷道掘进施工优化分析[J].能源与节能,2021(07):45-47.

[3]苏菲.大断面煤巷快速掘进施工工艺分析[J].科技风,2021(07):104-105.

[4]那凯.大断面煤巷快速掘进支护分析[J].能源与节能,2019(02):103-104+124.

[5]石志强.浅析深部大断面岩巷快速掘进技术[J].能源与节能,2018(10):165-166.