浅析煤矿煤巷大断面快速掘进技术

杜浩辉

摘 要：为了适应现阶段煤巷大断面快速掘进工作的要求，必须应用综合机械化掘进方案，有效解决大断面煤巷掘进复杂的技术工作问题，实现大断面煤巷掘进机械化水平的提升。该文就煤矿煤巷大断面快速掘进的各个影响因素展开分析，通过对运输连续化、巷道围岩应力场等环节的分析，进行各类支护参数与煤巷掘进速度关系的对比应用，实现了快速掘进技术方案的优化，确保掘进切割环节、辅助运输环节等的高效化运作。

关键词：大断面煤巷；快速掘进技术；运输连续化；配置优化

1 工程背景分析

（1）随着科技的不断发展，综掘技术体系不断健全，其实现了各类综合性大断面快速掘进技术的应用。随着经济模式的不断发展，煤矿开采工程对综掘自动化技术、掘进成巷技术提出了更高的要求。这需要实现掘、支、运等程序的协调，实现煤巷快速掘进技术体系的健全，实现整体工作效率的增强。在某些煤矿工程应用场景中，其煤矿的整体施工环境比较复杂，比如有些区域存在超大断面施工状况，存在深埋高应力的地质条件，这不利于煤巷掘进及支护工作的开展，受到这些因素的不理影响，大断面煤巷快速掘进技术难以得到有效性应用，为了解决煤矿区可持续运作的发展要求，必须进行复杂地质环境下大断面煤巷快速掘进技术的应用，解决巷道快速掘进的工作要求，实现机械化掘进环节及锚杆支护环节的协调，遵循安全性、经济性、效率性施工原则，解决巷道快速掘进施工中的普遍问题，确保大断面准备巷道快速掘进工作的可持续、高效化运作。

（2）某煤矿工作面位于2号煤层，其厚道在3.60米至7.60米之间，平均厚度为5.16米。煤层的局部地区存在伪顶状况，厚度在0.2米至0.5米之间，属于炭质泥岩。直接顶为粉砂岩，其平均厚度为1.12米。老顶为细中粒砂岩，底板为0.8米至1.1米的灰黑炭质泥岩。老底属于厚层状细砂岩。在施工环节中，沿着2号煤层顶板展开掘进施工，该工程的巷道断面为矩形，宽度为5.5米，高度为4.2米，实现锚网索支护方法的使用，进行了不同锚杆长度的使用，机械挖掘是其主要的掘进方法，机械化装载率在90%以上。

2 大断面回采巷道快速掘进的影响因素

（1）为了适应复杂性地质条件的工作要求，必须进行大断面煤巷快速掘进技术的应用，实现综合性技术集成系统的应用，针对工作中的常见问题展开分析，实现煤巷综合掘进效率的增强，进行煤层平均抗压强度的提升。该工程的媒体比较松软，其节理裂缝比较发育，在掘进过程中，容易出现冒顶片帮状况，其整体支护难度比较高，不利于掘进工作的正常性开展。整体来看，煤层呈现出松散破碎的状况，其控顶自稳时间比较短，在掘进环节中，容易出现失稳定冒落状况，煤层直接底为灰黑炭质泥岩，其整体围岩条件比较差，不利于提升掘进的速度及安全性。

（2）为了实现循环时间长短的有效控制，必须进行设备配套性的优化。在传统的煤巷综掘施工中，掘进机是常见的应用设备，其对于软弱底板的适应性比较低，容易出现机底下陷的状况，这不利于满足实际综掘工作的开展，在支护锚杆钻机应用过程中，由于人工的频繁移动，其需要花费大量的辅助作业时间，整体支护效率比较低，不能实现进尺水平的有效性提升。通过对该煤矿工作状况的测算分析，在煤巷综掘过程中，支护工序时间占据了煤巷工程的绝大部分时间，为了实现煤巷综掘效率的提升，必须进行支护速度的控制，实现工程整体工作效率的增强。

整体来看，该煤矿的两帮及巷道顶板的加固强度富余量比较大，底板缺乏有效性的支护强度，其挖底出碴的整体工作量比较大，锚固底板施工存在较大的施工问题，从而不利于底板支护工作的正常开展，由于缺乏有效的支护强度，导致其底鼓量的增大，不利于巷道掘进速度的提升，不利于提升支护模块的整体安全性。

在巷道综掘施工实践中，巷道施工技术因素、施工组织因素等是影响其综掘效率的常见因素，为了提升综合机械化掘进效率，必须进行单体锚杆钻机设备、掘进机设备、胶带输送机设备等的综合性应用，实现其内部各个施工程序的协调，进行割煤环节、出煤环节、单体锚杆机工作环节、钻孔环节、安装环节等的协调，进行综合掘进机循环工作模块的优化，受到锚杆支护基础、掘进机割煤等条件的影响，平行作业程序难以得到有效运行，这不利于掘锚一体化工作的开展，不能实现作业循环时间的有效控制，其顶底板围岩的稳定性比较差，锚杆间排距比较小，如果不能进行循环作业方案的优化，就不能实现各个巷道掘进工序的协调。

3 大断面煤巷快速掘进技术

（1）整体来看，煤矿掘进工程体系具备复杂性的特点，其工作流程亦是一个复杂性、动态化的进程，为了解决实际问题，必须进行快速掘进方案的应用，进行掘进技术及支护设备的优化应用，提升煤巷掘进工作的整体效率，在工作面施工中，进行相应型号煤巷掘进机的使用，确保其良好的切割能力，能够适应复杂性围岩条件的工作要求。

这需要进行优化风动式锚杆钻机设备的应用，提升掘进工作面的整体打眼效率，提升其整体支护效益，这需要引起相关锚杆钻机工作人员的重视，实现锚杆钻机设备、掘进机设备的良好应用，进行掘进系统不同模块工作原理的分析，针对煤层的实际工作状况，进行工作方案的合理性选择，实现机械整体效率的增强，避免因为设备运转效率低而导致的一系列施工掘进问题。

在支护工作环节中，通过对支护参数的优化，有利于实现巷道支护形式的优化，这需要根据不同的地质状况，进行巷道支护参数的分析，提升其掘进施工的整体效益，这需要结合各个工作面的实际工作状况，进行锚杆支护参数的优化。这需要进行锚杆锚索联合支护方法的应用，根据围岩特征进行支护密度的变更，实现锚杆间排距的增大，实现其整体支护方案的优化，提升其掘进工程的整体效益。这也需要进行树脂锚固剂胶凝时间的控制，进行锚孔装药量的控制，实现工程整体支护效益的增强。实现支护工程方案的优化，促进煤矿煤巷大断面快速掘进工作的稳定性运作。

（2）为了达到上述目标，还需要对辅助运输系统进行改造，提升煤巷快速掘进工作的效益，进行单位时间内支护材料运输环节的优化，在掘进模块中，进行破顶底掘进现象的控制，在工作面煤巷掘进环节中，需要做好辅助运输系统的改造性工作，进行辅助运输设备的更替，进行新型胶带输送机设备的使用，做好胶带输送机的技术改造工作。这就需要进行掘、支、运、配置模块的优化，进行锚杆的有效性安装，进行优化锚杆钻机打孔模式的应用，实现锚杆支护各个施工工序的协调，避免锚杆出现安装不平衡的状况，进行锚杆施工时间的有效控制，优化成巷速度。

通过对部分工序平行作业的开展，有利于降低辅助工序的工作时间，确保各个辅助工序的协调性，实现交接班环节、管线延长环节、轨道铺设环节、通风环节等的协调，满足快速掘进工作的要求，确保各个采掘工序的協调发展。

4 结束语

煤巷大断面快速掘进技术具备很强的工作综合性，通过对掘进割煤环节、支护参数环节、辅助运输环节等的协调，有利于提升复杂地质环境下的煤巷整体施工效益。

参考文献

[1]肖同强，柏建彪，李磊，等.6m大循环进尺煤巷快速掘进围岩控制技术[J].煤矿安全，2011（04）.

[2]别小飞，张帅.冲击地压矿井大断面复合支护巷道快速掘进技术[J].煤矿安全，2010（04）.

[3]赵学社.煤矿高效掘进技术现状与发展趋势[J].煤炭科学技术，2007（04）.