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提高煤矿巷道掘进效率及质量探讨邹宏伟

发表时间：2021/5/20 来源：《基层建设》2020年第35期作者：邹宏伟

[导读] 摘要：巷道的掘进是煤炭开采的基础工作。

        黑龙江龙煤集团鸡西矿业有限责任公司滴道盛和煤矿十一井黑龙江省鸡西市 158100
        摘要：巷道的掘进是煤炭开采的基础工作。巷道的掘进效率间接影响着煤矿开采的效率，而巷道掘进的质量直接影响煤矿开采后期巷道的维护工作量和安全生产。因此，如何提高巷道的掘进效率及质量值得进一步研究。通过对提高煤矿巷道掘进效率的重要性进行分析，提出了提高巷道掘进效率及质量的相关措施，为煤矿开采提供参考。
        关键词：煤矿；巷道；掘进；效率；质量
        引言
        中国的煤炭储藏大多比较深，因此多数矿井属于井工开采矿井。为了安全有序地回采煤炭资源，需要对井筒及巷道进行开掘。井筒的开掘只在建井初期进行，而要实现对井田内煤层或煤层群的开采，需要掘进大量的巷道。随着现代开采技术的发展，煤矿开采的效率逐步提高，煤矿巷道的掘进效率同样也需要不断地提高。
        一、提高巷道掘进效率的重要性
        目前，中国煤矿产业结构的调整使得大储量煤矿数量不断增加，虽然煤矿开采的速度逐渐加快，但是巷道的掘进速度并没有出现本质的改变。较高的开采速度和较低的巷道掘进速度导致煤矿生产出现了不均衡现象，影响了煤矿开采高效高产目标的实现。据相关部门统计，巷道掘进速度较慢的主要原因是掘、锚过程中没有实现进程的平衡，在巷道掘进过程中割煤的时间占据了总时间的17%～34%，而锚护时间占据了总时间的50%～67%，由此可以看出锚护过程占据了大多数时间，锚护作业效率具有很大的提升空间。因此，对锚护、掘进工艺以及设备进行改进十分必要，提升其锚护效率是提高掘进作业效率的关键。
        二、影响巷道掘进的主要因素
        1.地质结构对巷道掘进的影响
        煤矿巷道作业会受到诸多因素的影响，其中，对其影响最大的就是地质环境因素。煤层由于位于地下深处，煤层周边的地质结构也不尽相同，各地区矿脉的煤岩硬度都有所不同，同时，地下褶曲构造、围岩结构都有所不同，这都会影响煤矿巷道的稳定性。另外，在地下深处还可能分布有地下水系，煤层内也会存在大量的瓦斯气体，让煤层中的部分区域存在断层或空洞，这些因素都会加大煤矿巷道的掘进难度。为了确保煤矿巷道的稳定性，在进行煤矿巷道掘进的过程中，需要施工人员通过支护设备不断加固巷道围岩，通常情况下，对地下煤层的巷道掘进都需要依照掘进-支护的顺序交替进行，在这种掘进模式下，掘进效率自然受到影响。如果盲目提升掘进速度，不做好对巷道的支护工作，就可能因为煤层厚度的变化，让褶曲断层区域出现断裂，进而发生冒顶、塌方等事故，这些事故的发生，会危及井下作业人员的人身安全。最后，煤层内部还存在大量瓦斯气体，这些瓦斯会随着煤矿巷道的掘进泄漏出来，如果不能根据煤层的实际情况做好对瓦斯气体的排放工作，也会带来安全事故，而瓦斯气体的排放措施也都加大了煤矿巷道掘进作业的难度，阻碍着施工效率的提升。
        2.施工工艺与管理水平对巷道掘进的影响
        另外，在煤矿巷道掘进作业中，施工工艺与管理水平的具体情况，也决定着煤矿巷道掘进的施工效率。一些工程项目在进行煤矿巷道掘进作业时，没有根据煤层及周边区域的地质结构特点，合理选择适合的施工工艺，不仅降低了相关资源的利用效率，也延长了工期，加大了掘进作业中的安全隐患。在管理方面，没有指定完善的质量管理制度，缺乏有效的质量监督，作业流程缺乏规范性，这都不利于煤矿巷道掘进作业的顺利开展。
        3.掘进设备对巷道掘进的影响
        煤矿巷道掘进需要使用大量的机械设备，其中包括综掘机、机械支护装置、排水设施、通风设施等。随着煤层深度的不断提升，对掘进设备的要求也越来越高，支护设备强度、排水通风设施的排量、综掘机的钻头强度、机械设备的稳定性都关系着煤矿巷道掘进的顺利进行。

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目前，在我国的煤矿巷道掘进作业中，一些企业还使用着性能较差的掘进设备，支护设备的强度也逐渐不能满足巷道的支护要求，这都大大提升了煤矿巷道掘进的作业难度，同时也不利于我国煤矿生产的有效推进。因此，煤矿巷道掘进必须关注对掘进设备的更新换代，注重引进科技水平更加先进的新型掘进设备与相关设备，这样才能促进我国煤矿开采事业的稳步发展。
        三、提高巷道掘进效率及质量的具体措施
        1.设计细化优化
        （1）尽可能地多做煤巷或半煤岩巷，为机械化掘进提供条件，同时要求在巷道掘进过程中对工作面前方的地质信息进行勘查，确定工作面附近的地下水位情况、岩石性质以及煤层分布状况等，对于特定地质环境可能出现的地质灾害，要事先制订应急预案，保证掘进工作的安全性。（2）地质环境对煤矿开采具有决定性的影响，在巷道掘进过程中需要对地质条件予以充分考虑，制订特定方案避免发生地质灾害。虽然煤矿开采前期进行的勘探可以确定基本的地质构造，但是很难发现非常小的地质构造，例如小断层、陷落柱等，如果没有及时发现这种类似的地质构造，在掘进过程中就很容易发生安全事故。
        2.做好对矿区的全面探测工作
        煤矿巷道掘进的施工方案，施工工艺的选择，施工流程的规划都需要有矿层与周边区域的地质情况作为参考依据，不能做好对矿层信息的全面探测工作，探测结果不准确，就会影响煤矿巷道掘进的施工方案设计质量，进而影响施工过程的安全性，也不会让巷道掘进作业有更好的效率保障。为此技术人员必须在进行煤矿巷道掘进作业前，先做好相应的地质勘探工作，对矿层周围的地质环境信息加以采集，掌握矿层中土质结构、水系分布等信息的详细数据，利用分析系统对数据进行整理、计算，进而为施工方案提供数据参考，提高施工方案的设计质量。在此基础上，就能让煤矿巷道掘进作业可以顺利开展。
        3.适当地改进掘进工艺
        不同的地质条件需要制订不同的巷道掘进工艺。为了能够提高巷道掘进的质量，需要对掘进作业的工艺进行适当的改进，使其满足当前煤矿煤层的掘进需要。在进行工艺制订时，一方面需要对之前的掘进工艺进行经验总结，分析所采用工艺的优缺点及工艺应用效果，通过专业论证并结合当前地质环境为掘进作业制订最佳工艺。另一方面需要认真考虑每一个细节。细节不仅会影响到掘进作业的效率，还会对掘进质量产生非常大的影响，例如在“有掘必探”的条件下，可以在巷道两帮开掘专门的探水硐室，并使用长距离探水钻机，这样可以提高探水效率，同时实现探掘平行作业。
        4.输送系统的优化与改善
        在对煤矿巷道进行掘进作业期间，所采用的技术性设施大都是胶带输送设施，而且还能够将胶带输送设施作为基础来利用水平缓冲矸石仓来对煤炭和各种设施材料等进行输送。在过去的煤炭输送工作中一般都是采用绞车来完成，和目前所采用的胶带输送形式比较，胶带输送不但能够提升工作效率、降低人力的投入还能够有效节省资源的投入，而且在操控上更加便捷，在能源的耗损上也较低。此外，采用胶带输送机还拥有非常高的稳固度，可有效提升输送工作的可靠性，同时还可有效避免对料矸带来影响。
        结束语
        在煤矿开采过程中，巷道掘进是基础工作，巷道掘进的效率及质量对开采速度具有直接的影响。有效提高巷道的掘进速度及保证巷道掘进质量十分重要。针对不同的煤层地质条件选用不同的快速掘进系统，对于提高掘进速度及保证掘进质量具有重要的保障作用，适当改进掘进工艺同样是提高掘进效率及质量的有效措施。
        参考文献：
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        [2]张峰. 浅议影响煤矿巷道快速掘进的因素[J]. 居舍，2018（32）：185.
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