摘要：筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗，淺談一下對提高煤巷綜掘掘進工程質(zhì)量的認識，以便于同行交流或參考。

　　關(guān)鍵詞：煤巷,　提高管理水平, 掘進技術(shù), 錨網(wǎng)支護

　　Abstract: According to the many years of work experience, and talk about how to improve the coal roadway dig in the understanding of the engineering quality tunneling, in order to peer exchange or reference.

　　Key Words: coal roadway, improving the level of management, tunneling technology, anchor nets support

　　中圖分類號：TU201.2 文獻標識碼：A 文章編號：

　　近年來，隨著煤炭市場的逐步好轉(zhuǎn)和國家對煤炭企業(yè)扶持政策的傾斜，為煤炭生產(chǎn)企業(yè)提供了空前機遇。在各級領(lǐng)導的大力支持和幫助下，我們認真貫徹落實上級一系列安全指示精神，堅持“安全第一、生產(chǎn)第二”的安全生產(chǎn)方針，牢固樹立“以人為本、安全為首”理念，突出“安全壓倒一切、事故否定一切”，強化人本管理，加大教育培訓力度，提高全員素質(zhì)，以員工素質(zhì)保安全;突出一通三防、防治水等安全重點，狠抓現(xiàn)場管理，落實安全生產(chǎn)責任制，以責任落實保安全;大力實施科技興安戰(zhàn)略，以科技保安全;大搞質(zhì)量標準化，以質(zhì)量標準化動態(tài)達標保安全;加強安全管理體系和制度建設(shè)，實現(xiàn)依法保安;促進了礦井安全形勢的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。要認真貫徹“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針，牢固樹立安全才能發(fā)展、發(fā)展必須安全的思想。隨著綜采技術(shù)水平的提高，采煤工藝的發(fā)展，單產(chǎn)、效率和綜采機械化程度等指標逐年提高。而快速、安全、高效地掘進巷道才是煤礦生產(chǎn)的先決條件，是保證正常的采掘銜接、建設(shè)安全高效礦井的必要條件。

　　一、提高機械裝備和工程技術(shù)水平是實現(xiàn)煤巷綜掘快速掘進的基礎(chǔ)

　　1、 提高掘進機裝備水平 國外掘進機設(shè)備可分為兩類:一類是歐洲國家普遍使用的懸臂式掘進機，它適應范圍廣，但掘進、支護不能平行作業(yè)，掘進效率低，開機率低;另一類是以美國和澳大利亞為代表的連續(xù)采煤機和掘錨機組，兩者均可實現(xiàn)煤巷的快速掘進，開機率較高，掘進效率高。具有代表性的掘錨機組為奧地利奧鋼聯(lián)公司的ABM20型、美國JOY公司的ISS型。

　　我國大多數(shù)礦井煤巷綜掘施工一般采用懸臂掘進機配單體錨桿鉆機的作業(yè)方式，為提高煤巷錨桿支護的機械化程度，國內(nèi)曾經(jīng)嘗試過對現(xiàn)有綜掘機進行技術(shù)改造，相繼研制了與AM50型和S100型掘進機配套的JMZ22型機載錨桿鉆機。由于傳統(tǒng)的掘進機在設(shè)計之初沒有考慮錨桿機的配置問題，使掘錨相互干擾嚴重，應用效果較差。為進一步提高煤巷綜掘施工的裝備和技術(shù)水平，促進煤巷單進水平大幅提高，實現(xiàn)煤巷掘進優(yōu)質(zhì)、快速、安全和高效，掘錨一體化是發(fā)展趨勢。

　　2、 加強對地質(zhì)因素的探查 各地質(zhì)因素對綜合掘進的影響是不同的，煤層被作為最主要的影響因素。煤厚不滿足，就談不上綜掘，在選擇布置綜合掘進工作面時，要對煤層厚度分布進行全面的探究;應盡量避開斷層構(gòu)造對綜掘的影響，并將綜掘工作布置在煤層傾角較小的采區(qū);根據(jù)煤的軟硬程度應選擇適當功率的綜掘機械，煤層中含有夾石的情況常有發(fā)生，一般均可直接截割，遇夾石較厚、較硬的砂巖夾石時，對機械的損害較大，放炮松動后再進行機械截割。

　　3、煤巷錨桿支護現(xiàn)狀。2004年以前公司煤巷采用的都是木支護，采區(qū)切眼采用了水泥錨固劑、竹錨桿、掛鐵絲網(wǎng)，但支護效果不很好而木支護巷道每半年都要重新支護一次，使的投入增大，為此更改支護方式是必然的。

　　由于礦區(qū)地質(zhì)條件簡單、煤層賦存條件好，巷道采用煤層巷道，圍巖完整性較好，層理不發(fā)育，煤體抗壓、忍性強度較高，錨桿支護常以懸吊樹脂錨桿端錨為主，桿體用φ16mm、φ18mm圓鋼加工而成;頂板配以鋼筋網(wǎng)、鋼筋梁、100mm×100mm鋼板聯(lián)合支護。‚錨桿支護的結(jié)構(gòu)形式主要有單一錨桿+水泥托板、錨桿+網(wǎng)+水泥托板、錨桿+網(wǎng)+ 100mm×100mm鋼板+鋼帶、錨桿+網(wǎng)+鋼筋梁等形式。形式的選擇主要取決于巷道圍巖的性質(zhì)，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類較好的圍巖巷道中一般選擇錨桿+網(wǎng)+水泥托板，隨著圍巖條件的變化程度及斷面增大，Ⅳ、Ⅴ類圍巖巷道采用錨桿+網(wǎng)+ 100mm×100mm鋼板+鋼帶、錨桿+網(wǎng)+鋼筋梁的支護形式。

　　4、使用錨桿支護的作用，提高錨桿支護速度和質(zhì)量。使用錨桿支護，既可發(fā)揮其加固拱作用和懸吊作用，使復合頂板內(nèi)的各煤巖體與錨桿緊固成一個所謂的“組合梁”，從而提高頂板巖層的抗彎強度，減少各巖層層面滑移、離層和冒落的機率，從而保證巷道的穩(wěn)定性，又能適應國家天然林保護工程實施以來所導致的木材無法采購的外部環(huán)境。直接經(jīng)濟效益：以6.4m2斷面的每米支護費用對比，使用錨桿支護，每m巷道支護費用為186.16元，節(jié)約火工品費用25元，且巷道不需維修。而使用棚式支護，每m巷道掘進支護費用為165元，維護費用為165元。間接經(jīng)濟效益：使用錨桿支護，較棚式支護單進提高了10%，掘進工效提高了38%，提前準備出來工作面供采。社會效益：使用錨桿支護代替原來的棚式支護，取消了木材消耗，有效地保障了國家“天然林保護工程”順利實施，有利于環(huán)境保護。

　　5、煤巷錨桿網(wǎng)噴漿支護。使用錨桿網(wǎng)噴漿支護作用。錨桿網(wǎng)噴漿支護既能充分發(fā)揮錨桿作用，又充分發(fā)揮噴射混凝土的作用。同時網(wǎng)使圍巖表面破碎圈完整化，使噴層平整均勻，增加抗彎、抗剪能力，并具有較高柔性和較大的允許變形量。

　　6、噴射混凝土

　　(1)噴射混凝土厚度選擇。噴層過薄影響支護強度，過厚影響其柔性，使脆性增加，易于圍巖離層，而使圍巖形成的承載結(jié)構(gòu)不能保持。根據(jù)巷道服務(wù)年限、跨度、圍巖穩(wěn)定性和該礦實際經(jīng)驗，確定噴射混凝土厚度為100mm。分二次噴射混凝土，初噴厚度40mm，復噴達到100mm厚度。

　　(2)噴射混凝土材料要求。選用42.5強度等級的普通硅酸鹽水泥，采用粒徑為0.3mm -3mm的中砂，石子直徑不大于25mm，水泥：砂子：石子=1：2.5：1.5。

　　(3)噴射混凝土參數(shù)。選用旋轉(zhuǎn)式ZHP-2型混凝土噴漿機，工作壓力0.12 MPa -0.18MPa，噴口到噴面距離1m- 1.5m，輸料管長20m，速凝劑控制在3%- 5%范圍內(nèi)，噴兩墻時取小值，噴拱頂時應取大值，并做到潮拌料，噴前巖壁灑水，降低回彈、粉塵，保證混凝土的強度。

　　7、我國煤巷錨桿支護技術(shù)有了長足的發(fā)展。但與國外先進水平相比還有較大差距，主要表現(xiàn)在:

　　(1)煤巷錨桿支護成巷速度低。主要原因是目前的掘進機主力機型適應性和可靠性比較差，尤其是掘進與支護不能平行作業(yè)。

　　(2)錨桿錨固力低，支護密度大。這些均制約了煤巷掘進速度，也成為制約煤巷錨桿支護推廣應用的主要問題。

　　為此，錨桿支護巷道首先要保證巷道成形好，其次是要及時支護頂幫，再次是錨桿的安裝質(zhì)量，只有在巷道施工安全的前提下才能在快速施工上做文章。我們得出的經(jīng)驗是：①采用超前錨桿支護控頂。綜掘機割煤后，如果巷道頂板破碎成形不好，必然給錨桿支護帶來困難。為此，采用超前錨桿支護掘前巷道頂板。②用錨索替代頂板錨桿。由于錨索承載力大于錨桿承載力，用錨索代替頂板錨桿或錨索與錨桿、鋼筋網(wǎng)片、鋼帶、鐵托板聯(lián)合支護。在不影響巷道支護效果的情況下，可適當增大錨桿間排距。③采用新型高強度、高可靠性、高預緊力的錨桿，國內(nèi)現(xiàn)有楔縫、漲殼、倒楔錨桿、鋼絲繩或鋼筋砂漿錨桿、木錨桿、竹錨桿、內(nèi)漲錨桿、管縫錨桿、樹脂錨桿、水泥錨桿、爆擴錨桿、玻璃鋼錨桿、預應力注漿大錨索等十幾個系列品種。通過加大直徑，加大長度，并改進錨桿材料，改進錨桿支護設(shè)計，以求減少錨桿數(shù)量，提高巷道穩(wěn)定性，提高工效，為快速掘進，巷道工程質(zhì)量提高創(chuàng)造有利條件。

　　8、加強頂板管理與礦壓觀測

　　(1)頂板災害發(fā)生的原因、條件分析。頂板事故是指在井下開采過程中，因頂幫冒落而造成的事故。按其發(fā)生的力學原理分析大致分為三種類型：壓垮型、漏垮型、推垮型;按其發(fā)生的規(guī)模分析可分為兩種類型：局部冒頂和大面積冒頂。

　　(2)掘進工作面頂板事故類型及原因分析。漏冒型：主要原因有以下幾種：

　　頂板未及時支護且無臨時支護。

　　‚頂板支護強度低或存在原生弱面、構(gòu)造弱面未能發(fā)現(xiàn);

　　ƒ頂板采取錨桿支護，后期出現(xiàn)淋水致使錨固作用失效未及時采取架棚加固措施;

　　④架棚支護頂板背頂材料因時間及環(huán)境影響造成腐朽壞斷引起局部冒落;

　　推跨型：主要由于采動應力影響、構(gòu)造應力影響及支護質(zhì)量差等原因造成。

　　壓跨型：主要由于支護強度不能夠承受頂板上覆載荷影響而造成。

　　沖跨型：主要是受圍巖體沖擊載荷影響而造成的支護瞬間破壞。

　　片幫型：主要原因有以下兩種：幫部未及時支護且無臨時支護措施‚巷道整體支護強度低致使頂板壓力向幫部轉(zhuǎn)移造成幫部破壞。

　　二、提高管理水平是實現(xiàn)煤巷綜掘快速掘進的保證

　　1、 重視員工素質(zhì)問題 有先進的設(shè)備，還必須有高素質(zhì)的職工隊伍和管理水平，因此我公司仍需繼續(xù)加強培訓工作，建立起高素質(zhì)和高管理水平的職工隊伍。在綜掘快速掘進過程中，掘進機司機水平的高低，很大程度上決定了所掘巷道的工程質(zhì)量、速度，并直接關(guān)系到效益。另外機電維修人員必須掌握現(xiàn)場所有設(shè)備的結(jié)構(gòu)、性能、原理和用途掌握機修維護的基礎(chǔ)知識、常見設(shè)備故障、診斷方法、設(shè)備事故處理措施。

　　2、開展勞動競賽實行激勵政策 建立健全獎罰制度，調(diào)動施工單位的積極性和主動性。由機電隊長、機電技術(shù)員每月組織一處理論和實踐考核，提出合理化建議或技術(shù)革新，并對取得明顯經(jīng)濟效益的，實行獎勵。以安全“質(zhì)量”進尺為內(nèi)容對各班進行嚴細考核，嚴格按照《掘進巷道工程質(zhì)量考核標準》考核巷道，“上尺上線”，從而形成班組相互競賽、相互監(jiān)督、相互學習和“比、學、趕、幫、超”的濃厚競爭生產(chǎn)氛圍。

　　3、配備先進的施工組織和施工管理方法 優(yōu)化勞動組合，實現(xiàn)正規(guī)循環(huán)作業(yè)是提高生產(chǎn)速度的重要保證，抓好勞動組織的重點在于各工序間的轉(zhuǎn)換、銜接和平行交叉。此外還應建立健全各種規(guī)章制度，包括現(xiàn)場交接班、崗位責任、質(zhì)量驗收、設(shè)備維修、技術(shù)管理和材料管理制度等，實現(xiàn)區(qū)隊管理制度化、規(guī)范化。在技術(shù)管理上，要堅持正規(guī)作業(yè)循環(huán)和多工種平行作業(yè)，這是實現(xiàn)快速掘進的有效方式。

　　三、結(jié)束語

　　自2008年以來，國內(nèi)大型煤炭企業(yè)積極投入資金，加大煤礦生產(chǎn)的科技含量，山西潞安王莊煤礦以“煤巷掘進自動化關(guān)鍵技術(shù)研究與實踐”為課題，堅持核心技術(shù)自主創(chuàng)新的原則，先后完成了井下圍巖穩(wěn)定控制理論與技術(shù)、掘進機自動化控制、掘進機機載支護及支護質(zhì)量自動控制技術(shù)、井下除塵技術(shù)等多個子課題的研究和探索，實現(xiàn)了煤礦井下大斷面巷道的安全、高效、自動化掘進。特別是該礦研發(fā)和應用了自動化掘進機、機載錨桿打鉆系統(tǒng)、離心濕式風幕除塵系統(tǒng)及自動化集成和數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)等國內(nèi)先進技術(shù)，其中多項創(chuàng)新技術(shù)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。整個自動化掘進工作面最高日進尺達26米，平均日進尺達21米，最高月進尺達618米，平均掘進工效提高了3倍，達到1.2米/工，每年可創(chuàng)造經(jīng)濟效益1300多萬元。

　　在新的市場經(jīng)濟形勢下，煤巷快速掘進技術(shù)和工程質(zhì)量是煤礦生產(chǎn)面臨的一個技術(shù)難題。要根據(jù)礦井具體條件，及時調(diào)整支護參數(shù)，嚴格按照《掘進巷道工程質(zhì)量考核標準》考核巷道，提高單機作業(yè)效率，強化科學管理，調(diào)動職工積極性，組建一支過硬的掘進隊伍，提高單巷掘進水平和掘進質(zhì)量，更好的服務(wù)綜合機械化采煤創(chuàng)造有利條件。另外錨桿支護技術(shù)需要盡快實現(xiàn)科學化、系統(tǒng)化、規(guī)范化，推動快速掘進技術(shù)的全面發(fā)展，為更好地協(xié)調(diào)采掘關(guān)系，為礦井的高產(chǎn)高效建設(shè)奠定堅實的基礎(chǔ)。

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