大斷面巷道快速掘進(jìn)技術(shù)分析

　   引言
　　近年來，信息化技術(shù)不斷發(fā)展，綜采工作中機(jī)器設(shè)備的機(jī)械科學(xué)化不斷加快，影響礦井煤炭資源生產(chǎn)效率的因素主要來源于礦井采掘業(yè)的不平衡開采。某礦井的回采作業(yè)面是高應(yīng)力且較軟弱的煤層，不僅煤體中而且巷道中有大量的高瓦斯、淋水大、過陷落柱和高應(yīng)力等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了巷道掘進(jìn)的速度，同時降低了巷道綜采的生產(chǎn)效率。因此，采用相關(guān)舉措改進(jìn)巷道掘進(jìn)速度，平衡礦井中開采和掘進(jìn)工作速率。
　　1 某礦井概況
　　某煤礦企業(yè)的綜采工作面主要開采煤層是5號煤層，該煤層平均厚度為6.2m，開采深度為大于640m，屬于高應(yīng)力且較軟弱的煤層。該礦井作業(yè)面巷道使用的掘進(jìn)方式是沿底留頂，巷道上部是砂質(zhì)泥巖的直接頂、中粒砂巖的基本頂、粉砂巖的直接底。礦井巷道斷面長度為3300mm，寬度為6000mm，巷道斷面的面積為19.8m2。
　　該礦井綜采作業(yè)面兩邊的巷道都使用綜合機(jī)械化設(shè)備儀器進(jìn)行施工，使用的支護(hù)方法是高強(qiáng)度的螺紋鋼錨索和錨桿，礦井作業(yè)過程中，巷道中物料運(yùn)輸和割煤工作同時實(shí)施。掘進(jìn)巷道中的程序?yàn)橄冗M(jìn)行割煤前的準(zhǔn)備工作，然后進(jìn)行物料運(yùn)輸和割煤工作，再進(jìn)行相應(yīng)的安全檢測，對一些不安全的圍巖進(jìn)行臨時支護(hù)操作并布設(shè)錨桿等。
　　2 實(shí)現(xiàn)巷道快速掘進(jìn)作業(yè)的影響因素分析
　　某礦井區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜，礦井瓦斯?jié)舛雀咭恢庇绊懼V井巷道掘進(jìn)的速度，在礦井瓦斯調(diào)控到合理值之下時，結(jié)合對現(xiàn)場的探察測量并分析，可知巷道掘進(jìn)速度受影響的因素有：
　?、僭诘V井巷道進(jìn)行支護(hù)措施和采煤掘進(jìn)技術(shù)步調(diào)不協(xié)調(diào)一致，致使機(jī)械設(shè)備和工人在井下作業(yè)工時較多，不能全面發(fā)揮綜合機(jī)械化掘進(jìn)的所有優(yōu)點(diǎn);②在使用錨桿支護(hù)作業(yè)之前，準(zhǔn)備工作和臨時支護(hù)工作花費(fèi)了大量時間，而不同組交接工作時間短，致使有些工作交接時不到位;③在礦井巷道掘進(jìn)施工中錨桿支護(hù)是用時最長的工序，其支護(hù)過程需要花費(fèi)工人較長的時間。錨桿支護(hù)過程中影響其工作時長的因素主要有：
　?、僭诘V井中使用機(jī)械儀器設(shè)備進(jìn)行巷道掘進(jìn)工作時，巷道成型效果與預(yù)期設(shè)計(jì)的不符，在布置鉆孔位置時使用鉆機(jī)鉆孔時經(jīng)常會發(fā)生鉆子跑偏的現(xiàn)象;②在巷道中進(jìn)行布設(shè)巷幫錨桿和頂板錨桿時，這兩項(xiàng)工序不能同時作業(yè)，而且兩種工序作業(yè)時會產(chǎn)生相互影響，這樣使得布設(shè)錨桿的過程中消耗的時間過長;③每個工人對巷道掘進(jìn)作業(yè)的熟練程度不同，處理突發(fā)事變的應(yīng)變能力不同，因此在巷道工作人員布設(shè)錨桿時所用時間不同;④巷道兩幫的巷幫鉆桿長度超過實(shí)際長度，在兩邊巷幫同時進(jìn)行鉆孔打眼操作會產(chǎn)生相互影響和重復(fù)安裝錨桿的現(xiàn)象，如果錨桿固定失敗，則需要進(jìn)行補(bǔ)打眼工序，這樣重復(fù)工作勢必增加了工作時間。
　　3 巷道快速掘進(jìn)方法分析
　　3.1 改進(jìn)原有臨時支護(hù)方法
　　礦井巷道掘進(jìn)快慢的影響因素之一是巷道掘進(jìn)面的迎頭臨時支護(hù)系統(tǒng)，將原來的臨時支護(hù)改進(jìn)為機(jī)載的臨時支護(hù)系統(tǒng)，系統(tǒng)的適用性增強(qiáng)了，巷道掘進(jìn)速度提高了。經(jīng)過比較分析，機(jī)載臨時支護(hù)使用型號ZLJ-10/21 的設(shè)備掘進(jìn)效果更好，為了使該設(shè)備發(fā)揮更好的效果，將四個支撐盤保障能把巷道的頂板和底板很好的緊密絞接。如果巷道底板發(fā)生破碎的現(xiàn)象，應(yīng)把優(yōu)質(zhì)鋼板支撐在前支撐系統(tǒng)的支撐盤上，這樣可以進(jìn)行臨時性的支護(hù)。在巷道掘進(jìn)作業(yè)中控頂距應(yīng)在220mm到2000mm之間，應(yīng)用機(jī)載臨時支護(hù)系統(tǒng)明顯地縮短了支護(hù)時間，與原方法相比，支護(hù)時間節(jié)省了約10分鐘。
　　3.2 人機(jī)操作支護(hù)方法
　　在礦井巷道掘進(jìn)作業(yè)中使用人機(jī)交互式操作方法，在原來的施工方法上進(jìn)行合理的合并優(yōu)化操作，在掘進(jìn)機(jī)操作時要預(yù)先設(shè)置下一段時間的生產(chǎn)工作，這樣能夠縮短掘進(jìn)作業(yè)間隔的時間段，但不會改變原先設(shè)定的工作程序，保證巷道正常掘進(jìn)作業(yè)的順利進(jìn)行。使用人機(jī)交互式操作方法，巷道綜采作業(yè)面的生產(chǎn)時間縮短了將近30分鐘，掘進(jìn)作業(yè)的工作效率明顯提高了將近五分之一。
　　3.3 改進(jìn)永久支護(hù)方法
　　在巷道掘進(jìn)作業(yè)中，錨桿支護(hù)工作時整個流程中消耗時間最長的工藝，直接影響巷道掘進(jìn)的速度。根據(jù)錨桿支護(hù)工藝數(shù)據(jù)分析，比較不同布設(shè)片間的應(yīng)力特征，確定了巷道布置錨桿間距為850mm*850mm，這樣布設(shè)錨桿能夠確保巷道頂板的穩(wěn)定性，而且大量地縮減了錨桿的使用數(shù)量，減少了礦井巷道掘進(jìn)支護(hù)的成本，較少了布設(shè)錨桿的消耗時間，提高了巷道掘進(jìn)作業(yè)的速度。此外，改進(jìn)巷道支護(hù)的相關(guān)參數(shù)，設(shè)定巷道錨桿支護(hù)過程，對工作人員進(jìn)行作業(yè)的熟練程度進(jìn)行專業(yè)的技能培訓(xùn)，提高了巷道掘進(jìn)速度，保證巷道作業(yè)效率。再者，對施工過程中的有些工序進(jìn)行合并，增加同時間段的作業(yè)工藝，恰當(dāng)配置工藝，減少支護(hù)時間，縮短了掘進(jìn)工藝時間。
　　3.4 將工藝實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化處理
　　掘進(jìn)的各道工藝都要有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化處理流程，并對掘進(jìn)耗時進(jìn)行科學(xué)分析，在制定標(biāo)準(zhǔn)化流程時要綜合考慮施工現(xiàn)場的情況、工作人員的心理和生理因素等情況，綜合分析并制定標(biāo)準(zhǔn)耗時計(jì)算公式。
　　煤礦礦井巷道掘進(jìn)的速度在礦井開采生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，掘進(jìn)速度提高了，工藝生產(chǎn)耗時縮減了，礦企生產(chǎn)成本減少了，整個煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益提高了。