大断面软岩巷道综掘快速施工技术

牛 磊

(阳泉煤业(集团)有限责任公司二矿，山西 阳泉 045008)

引言

随着矿井综合开采水平的不断提升，矿井生产规模日益增大，巷道的掘进工作量也随之不断的提升。其中大断面软岩巷道的掘进工程占据到大断面总工作量的20%左右，大断面软岩巷道快速掘进对保证快速施工的高效进行具有显著的推动作用。在矿井实际生产过程中，存在着不同程度的重采轻掘情况，巷道的掘进设备以及掘进技术的发展程度滞后于采煤设备以及采煤技术的发展。因此，实现大断面软岩巷道的高效快速掘进对保证大断面高效生产具有重要推动意义。

1 概述

山西某矿针对矿井大断面软岩巷道掘进现状，采用改进巷道掘进布置方式，选择合理的巷道施工方法以及巷道支护技术，优化巷道掘进工作作业流程以及劳动组织形式，有效的提升了巷道的掘进效率，同时缓解了矿井面临的采掘接替紧张问题。

1.1 工作面概况

该矿3206大断工作面位于2采区西翼偏中部位置，大断面的东北部分别为总回风下山、皮带运输下山、轨道下山，上部位置为3203大断面以及32011大断面采空区，该大断面主要开采3号煤层，根据巷道掘进探煤情况以及物探探勘情况，3206大断面煤体赋存受到冲刷构造的影响，煤层厚度出现一定程度的变化，厚度在3m～5m不等，平均煤层厚度在4m，煤层结构较为简单，中部含有几层加矸，大断面软岩巷道在掘进过程中出现不同程度的煤壁片帮及围岩变形情况。

1.2 地质构造

影响3206大断工作面软岩巷道安全掘进的主要因素是位于掘进的3号煤层顶板上方的裂隙含水层以及砂岩含水层，煤层上部顶板含水层主要是砂岩以及灰岩组成，含水层不强，含水层中水从3号煤层顶板构造裂隙、锚杆或者锚索施工钻孔中淋入到掘进工作面，涌水量不大；在2号煤层以及3号煤层之间的含水层主要是砂岩，存在补给条件差，水头压力低，水量不大，多属于多年存储下来的水源，在2号煤层及3号煤层间的砂岩含水层在深部区域存在透水性强，水压较大特征，工作面存在地质导水构造时可能会引起含水层中水向大断区域涌出情况，最大的用水量达到15m3/h。

2 巷道快速掘进

2.1 掘进超前钻孔设计

由于3206大断面软岩巷道掘进前方可能存在涌水情况，在掘进面前方地质条件不清楚的情况下，需要严格执行有掘必探，先探后掘的原则，根据巷道掘进的实际情况，在回面布置3个超前探测地质钻孔，采用ZY-750回转钻机进行施工。

2.2 掘进设备管理、劳动组织

巷道掘进设备主要由掘进机和煤炭运输刮板机以及皮带机等组成，掘进设备、运输设备并结合降尘、通风、支护、供水、供电等构成了一个完整的巷道综合掘进机械系统，系统构成具有效率高，连续均衡，协调性强等优点，可以实现巷道的快速掘进，转载运输以及巷道支护等，是实现巷道快速掘进的基础性工作。重视掘进设备的维护，提升设备的使用性能，保证设备正常高效运转是矿井巷道掘进高效开展的重要前提，也是搞好巷道掘进正规循环的重要组成部分。对于巷道掘进机，需要经常进行维护，避免设备不正常运转给大断工作造成影响，掘进过程中的每一台设备都责任具体落实到人，防止出现维护遗漏或者责任推脱，同时设备出现故障时也可以进行及时的维护。

2.3 劳动组织

科学合理的劳动组织是保证巷道掘进速度的先决条件，在巷道正常掘进推进过程中，掘进工作应做到组织有力、严密，将巷道掘进过程中的掘进、支护、运输等各个工序进行严密组织。在巷道掘进现场组织工作中，工作人员的劳动效率会随着工作时间的增加而降低，各个施工班组按照规定的时间进行工作，将工作控制在合理的时间范围之内，同时完善交接班工作，确保班组间的工作交接能够顺利高效进行。此外，巷道掘进机械化程度的提升对工作人员的基本素质有了更高的要求，在巷道掘进过程中掘进司机水平以及操作在很大程度上影响巷道的质量，以及巷道掘进速度，因此，应加强对人员的培训工作。

3 巷道支护

巷道支护工作开展是巷道掘进安全进行的重要基础性工作，掘进的巷道断面净面积为15.75m2、巷道的宽以及高度分别为4.5m、3.5m，巷道支护采用锚杆、锚索、锚网的联合支护方式。锚杆采用直径为22mm，长度为2400mm的高强螺纹钢锚杆；锚索采用直径为17.8mm，长度为7300mm的钢绞线(7根)。

3.1 设备应用情况

岩巷综掘机是一种效率性较强、效果较好且较为灵活的一类设备，其自身可以在巷道中自由移动，能够切割、装卸和运输，切割功能相对较好，并有配套装卸岩石、运输岩石的功能，整体操作相对较好，能够实现切割与装卸运输一体化。一般而言，岩石体积都相对较大一些，加之本质十分坚硬的特点，一定程度上为工作带来了很大压力，而通过此类设备应用之后，则可以较好弥补其不足之处。正是因为此类设备有着较强性能，进一步导致其自身结构就相对而言较为复杂，且结构较为特殊，一般后支撑部分可以起到一个支撑作用，也可以保障整体装卸切割的综合安全性，效果相对较为可观。与传统方式相比，其自身工艺简单高效，各类操作安全性相对较好，三者一体化之后，加快了生产操作效果，也可以有效推进整体进度，综合效率也可以得到一定程度保障。在实际使用时，此类设备能够减少人力资源的投入，减少人工方面成本压力，有效提升经济效益，同时也不会带来较大作业风险隐患。且此类设备能够代替传统操作爆破环节，现场建设操作安全性更高，有效消除安全风险及安全隐患。在操作时，也能够减少对周围围岩的破坏，巷道成型效果更好一些，也避免了后续很多问题出现，尤其有效切割之后，巷道后续操作也可以避免在成型方面的投入。由于设备性能强大，建设操作时间也可以有所减少，不会带来较大实际性建设进度方面的阻碍和困难。

结束语

巷道施工工作的有效管理，设备的高效运行是实现巷道快速掘进的重要前提工作，实现科学化管理，不断提升操作人员以及管理人员的技术水平，对保证巷道安全快速掘进具有重要的推进作用。此外，巷道掘进工作开产必须坚持有掘必探，先探后掘的基本准则，掌握掘进前方的地质情况，防止事故发生，提高巷道掘进设备的维护管理水平，制定出完善的管理制度，使得设备经常处于完好状态，同时完善巷道掘进工艺，实现各个操作工作密切高效配合。