大斷面煤巷掘進(jìn)施工工藝探討

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摘要:大斷面煤巷的快速掘進(jìn)施工過程中會受到各種因素的影響，因此采掘工作的正常交替就會難以進(jìn)行，本文就著重分析現(xiàn)階段我國大斷面煤巷的快速掘進(jìn)施工影響因素及施工工藝，進(jìn)而明確如何優(yōu)化施工工藝，并提出相應(yīng)的保障措施，旨在為我國大斷面煤巷快速掘進(jìn)施工的開展提供更多可供參考的理論建議。

關(guān)鍵詞:大斷面煤巷;快速掘進(jìn);施工工藝;保障機(jī)制

大斷面煤巷快速掘進(jìn)的施工是一項(xiàng)綜合施工工作，而在快速掘進(jìn)的過程中其掘進(jìn)速度與質(zhì)量基于各種影響因素，根據(jù)現(xiàn)代化情況來看，只有掌握大斷面煤巷快速掘進(jìn)的影響因素，明確一系列采掘不平衡現(xiàn)象，進(jìn)而通過布置與挖掘，優(yōu)化施工工藝，提高施工效率。

一、大斷面煤巷快速掘進(jìn)的影響因素及施工工藝優(yōu)化

(一)地質(zhì)條件地質(zhì)條件是影響快速掘進(jìn)的重要因素之一。根據(jù)不同的地質(zhì)條件，考慮到巖石基巖的性質(zhì)和巖石的形狀，在某些地區(qū)使用了基于沙質(zhì)泥土的巖石來闡明其結(jié)構(gòu)。沙質(zhì)蓬松的石頭與水接觸后會變軟和膨脹。作為路面的主要層，它在確保巷道的穩(wěn)定性方面起著至關(guān)重要的作用。該層的控制直接決定巷道的穩(wěn)定性。因此，在表格中選擇支撐時，應(yīng)特別注意頂板的管理，以最大程度地減少薄弱層對巷道的影響［1］。

(二)掘進(jìn)設(shè)備及配套設(shè)備巷道快速掘進(jìn)不是簡單的巖石掘進(jìn)，而是需要充分考慮各種因素，例如人為因素、硬件因素、物流支護(hù)因素、生產(chǎn)管理等，所有這些都是巷道的一部分。在這個復(fù)雜的巷道系統(tǒng)中，這些國家之間的關(guān)系就像一個木桶，任何缺點(diǎn)都會對整個巷道系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。在掘進(jìn)過程中，如果用于巖石拆除、巖石裝載、運(yùn)輸、支撐和其他設(shè)備的機(jī)械化設(shè)備較小，則連接和協(xié)作會出現(xiàn)許多問題，這些問題會直接影響施工速度。先進(jìn)的集成化機(jī)械設(shè)備的成功應(yīng)用將使煤炭巷道的快速掘進(jìn)速度提高到更安全、更快的水平。目前，在中國最常用的是兩種類型的集成機(jī)械控制線。一種是支撐橋式皮帶傳動機(jī)和伸縮式皮帶輸送機(jī);另一種是用鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)代替輸送機(jī)。第一類作業(yè)線的特點(diǎn)是運(yùn)輸能力高，長途運(yùn)輸高，生產(chǎn)效率高。與皮帶輸送機(jī)相比，刮板輸送機(jī)更加靈活和適應(yīng)性強(qiáng)。這些是坡度變化較大且長度較短的巷道。首選，具體選擇取決于實(shí)際情況。掘進(jìn)機(jī)的性能是允許快速挖掘煤炭的另一個重要因素。地下工作條件困難，并且在掘進(jìn)上的振動和沖擊力很高。為確保設(shè)備可以連續(xù)運(yùn)行，請選擇適合工作條件的機(jī)箱。改善巷道性能已成為關(guān)鍵。在我國掘進(jìn)煤層巷道時，通常采用懸臂式和帶單個螺栓的鉆頭配合使用。但是，這種合作有明顯的缺陷。整個系統(tǒng)不僅占用過多的建筑工人，而且勞動強(qiáng)度大，低比率對素材有重大影響。因此，設(shè)計一套滿足其自身?xiàng)l件的全套機(jī)械設(shè)備尤為重要。所選單體的性能參數(shù)應(yīng)適合巷道的地質(zhì)條件和駕駛技術(shù)。支撐件通常會影響底盤的挖掘速度，因此選擇合適的底盤將整套設(shè)備組合在一起，其他輔助設(shè)備(例如橋式移載機(jī)和皮帶輸送機(jī))的生產(chǎn)能力應(yīng)略高于底盤。熟悉此套件的協(xié)調(diào)操作。所選噴嘴必須與巷道的截面以及碳和巖石的強(qiáng)度相對應(yīng)。支撐時，請盡量使用螺釘而不是金屬孔，以節(jié)省維護(hù)成本并減少運(yùn)輸壓力［2］。

(三)掘進(jìn)施工工藝煤巷快速挖掘施工的過程中很難實(shí)現(xiàn)平行作業(yè)，并且煤巷頂板膨脹后在與水接觸后悔出現(xiàn)軟化的情況，這對于煤巷的頂板是一種破壞與影響，不利于頂板的形成?；谙锏乐谐霈F(xiàn)的各種影響因素，只有通過支護(hù)措施與掘進(jìn)工藝的控制，才能避免頂板受到破壞與影響，降低二次巷道維護(hù)的成本并提高該項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。保留臨時封閉點(diǎn)色譜柱的傳統(tǒng)方法對支撐操作有嚴(yán)格的要求。帶有頂板必須第一次打在頭部下方。為了確保其強(qiáng)度和穩(wěn)定性，必須對點(diǎn)列進(jìn)行硬化。從根本上講，這增加了工作量，降低了碳切割效率，增加了車頂分離的風(fēng)險，并影響了持續(xù)支護(hù)的未來狀態(tài)。因此，為減輕工作量和強(qiáng)度，方便錨索、錨網(wǎng)和錨桿的施工，實(shí)現(xiàn)巷道掘進(jìn)與臨時支座的平行作業(yè)，建議在工作面上使用液壓前梁支座。為了適應(yīng)地質(zhì)條件，應(yīng)盡可能安裝螺栓，以改善巷道的影響并加快掘進(jìn)的速度。當(dāng)巷道在空曠的頂板下操作時，會增加工作條件的風(fēng)險，并且不能保證安全的操作。但是，如果巷道頂板的工作條件適當(dāng)，則可以適當(dāng)增加空頂板之間的距離，并且可以盡可能平衡挖掘和支撐，以利于集中施工。在頂板發(fā)生故障的情況下，可以通過將一個周期縮短一個周期來適當(dāng)減小空頂之間的距離。尺寸確保巷道的穩(wěn)定性。在確保正常設(shè)備運(yùn)行并減少輔助工作時間的前提下，增加先進(jìn)設(shè)備的使用，優(yōu)化施工過程，合理組織并行操作，簡化每個過程的連接步驟，提高運(yùn)行效率。每個過程都嚴(yán)格按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。只有具有合格的質(zhì)量，才能執(zhí)行其他過程，這可以大大提高巷道的形成速度。

(四)施工團(tuán)隊及組織管理質(zhì)量工作人員不合格。許多煤礦新安裝了設(shè)備，工人和機(jī)電維護(hù)人員不熟悉新設(shè)備的操作，設(shè)計功能和設(shè)備故障管理工具。他們對維護(hù)和保養(yǎng)不夠了解。機(jī)械設(shè)備中的事故必須等待，直到由專業(yè)維修人員進(jìn)行維修。完全機(jī)械化煤巷運(yùn)輸?shù)暮锰師o法得到充分利用，這會中斷巷道的建設(shè)并浪費(fèi)大量的團(tuán)隊時間，從而導(dǎo)致人員不足和對煤礦的處理不當(dāng)。建立完善先進(jìn)的施工組織和技術(shù)管理組織，實(shí)施崗位責(zé)任制，不僅可以確保員工出勤，還可以加快各種程序的交流，以確保項(xiàng)目質(zhì)量與時間。同時，應(yīng)及時更新后勤保障，及時提供指定地點(diǎn)，保證質(zhì)量;基本的土木工程和輔助巷道建設(shè)由于這兩件事是相互獨(dú)立且相互兼容的，因此需要一個統(tǒng)一的管理系統(tǒng)。根據(jù)共同協(xié)議條款，簡化了施工過程，縮短了施工時間;“前支撐，末端材料的運(yùn)輸”可以提高支撐的速度，降低頂板的事故率和巷道維修的速度，并加快巷道掘進(jìn)，以確保結(jié)構(gòu)的質(zhì)量［3］。

(五)掘進(jìn)支護(hù)失調(diào)掘支失調(diào)。錨桿和電纜施工的工作量占所有巷道掘進(jìn)工作的50%以上，目前，工作面的掘進(jìn)和維護(hù)不協(xié)調(diào)，支撐工作通常很耗時。特別地，巷道的機(jī)器鉆孔部分不標(biāo)準(zhǔn)化，并且頂部邊緣不平坦，使得在鉆孔過程中容易鉆孔，這影響了巷道支撐。另外，頂板螺栓和側(cè)部螺栓安裝在同一平面空間中，并且螺栓孔和錨索孔由鉆機(jī)鉆出。當(dāng)前，在工作表面上僅具有螺絲鉆，并且鉆孔螺絲孔和錨索孔一起使用。臺式鉆機(jī)無法充分利用勞動力，這可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)收緊和長時間拖延。其次，螺栓單元的下部框架在大巷道的豎井中的高度不足，并且鉆孔頂板所需的輔助設(shè)備沉重，從而使工人更難以鉆孔?；谙锏赖纳鲜鎏卣?，采用了一種動態(tài)的螺栓支撐信息設(shè)計方法。顧名思義，這種方法著眼于“動態(tài)”一詞。整個支護(hù)計劃會逐步完成，不會立即形成。由于支護(hù)是動態(tài)調(diào)整的，因此在設(shè)計之初就充分考慮了每個因素，并且在支護(hù)過程中會實(shí)時提供信息、收集信息分析和反饋。

二、大斷面煤巷快速掘進(jìn)保障機(jī)制

(一)施工質(zhì)量管理巷道的掘進(jìn)不僅強(qiáng)調(diào)了挖掘速度，而且確保了運(yùn)行期間的良好穩(wěn)定性并降低了維護(hù)成本。這對巷道建設(shè)的質(zhì)量提出了嚴(yán)格的要求。這很可能反映在巷道支撐和頂板控制的質(zhì)量上。一方面，良好的施工質(zhì)量也是快速掘進(jìn)控制機(jī)制的重要組成部分。有效優(yōu)化快速挖掘施工質(zhì)量體系，極大地促進(jìn)了大斷面煤巷的快速挖掘。支座的質(zhì)量及其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定，以確保人行道，兩側(cè)的頂板和底板以及上錨的安裝缺陷在合理和可控制的范圍內(nèi)，并進(jìn)一步確保建筑質(zhì)量。頂板管理部門應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行“敲門求助”系統(tǒng)，并應(yīng)使用前梁避免空頂操作。如果頂板破損或頂板壓力高，請根據(jù)具體情況減小螺栓的行距或加強(qiáng)支撐。當(dāng)巷道表面穿過斷層或其他地質(zhì)構(gòu)造時，必須制定并批準(zhǔn)技術(shù)安全措施。定期檢查巷道施工質(zhì)量，及時修復(fù)有故障的螺栓和電纜。加強(qiáng)頂板監(jiān)控。萬一頂板嚴(yán)重?fù)p壞，分層，貨盤變形，網(wǎng)帶損壞，頂板掉落的跡象等，必須立即疏散操作人員，并制定適當(dāng)?shù)募夹g(shù)安全措施。必須嚴(yán)格按照軀干的中線構(gòu)造橫斷面，必須嚴(yán)格安裝“爆震輔助和請求頂板”系統(tǒng)，并且必須使用特殊工具來對抗工作面中的活石、雨傘和浮幫。臨時支護(hù)是及時提供的，并且緊密聯(lián)系在一起。嚴(yán)格遵守“鉆一排，抱一排”的原則，巷道的永久頂板支撐必須與工作表面保持1．5m的距離。當(dāng)工人支撐頂板時，他們必須站在頂板不斷支撐的地方。嚴(yán)禁員工站在空蕩蕩的頂板下并提供臨時支護(hù)［4］。

(二)機(jī)電設(shè)備保證體系快速掘進(jìn)施工需要依照完整的機(jī)電設(shè)備體系，只有通過輸送機(jī)與電氣設(shè)備的高性能才能實(shí)現(xiàn)對巷道內(nèi)的管理與檢測，首先就是需要做好對設(shè)備的檢查工作，保證所有設(shè)備的連接正常，然后在操作過程中依照其操作要求開展進(jìn)行。對于機(jī)械設(shè)備的實(shí)際操作應(yīng)當(dāng)采用監(jiān)控法，對巷道內(nèi)的氣味、測試手段等進(jìn)行控制與檢測，基于合理嚴(yán)格的操作流程明確對巷道內(nèi)的快速掘進(jìn)施工工作，進(jìn)而保證施工的流暢性與穩(wěn)定性，降低機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障的風(fēng)險。在具體的管理過程中，可以針對風(fēng)機(jī)的安全管理進(jìn)行檢查與驗(yàn)收，做好三通一防，保障通風(fēng)安全，這樣就能合理的保證通風(fēng)的質(zhì)量，通過對技術(shù)方案、風(fēng)扇類型的選擇，有效的控制各種有毒氣體的濃度，避免出現(xiàn)中毒事故情況。另外，還應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制火災(zāi)及H2S的濃度，通過對風(fēng)機(jī)設(shè)備的管理與有效應(yīng)用，減少漏氣情況的出現(xiàn)，始終保持巷道內(nèi)H2S的濃度在0．00066%以下。另外，為了進(jìn)一步提高員工的積極性，還應(yīng)當(dāng)制定相關(guān)的獎懲機(jī)制，在現(xiàn)場生產(chǎn)過程中保證安全與責(zé)任。

三、結(jié)論

總而言之，大斷面煤巷的快速掘進(jìn)施工工作會受到各種方面因素的影響，而根據(jù)影響因素與施工工藝的實(shí)際情況來看，只有針對施工質(zhì)量與施工效果，把握快速掘進(jìn)的效率與質(zhì)量，才能強(qiáng)化設(shè)施管理，加快大斷面煤巷的快速掘進(jìn)速度，推進(jìn)快速掘進(jìn)工作的開展與進(jìn)步。

參考文獻(xiàn):

［1］王興，杜廣立．液壓掘進(jìn)鉆車機(jī)械化作業(yè)線在大斷面巖巷快速掘進(jìn)中的應(yīng)用［J］．能源技術(shù)與管理，2020，45(04):119-120+128．

［2］廖敬龍，鄧增社，吳學(xué)明，陳小繩，關(guān)欣杰．陜北礦區(qū)大斷面煤巷快速掘進(jìn)作業(yè)線方案設(shè)計與應(yīng)用［J］．陜西煤炭，2020，39(S1):179-183．

［3］趙志志，張志強(qiáng)，唐小波．復(fù)合松軟頂板條件下大斷面半煤巖巷快速掘進(jìn)的探索與實(shí)踐［J］．能源科技，2020，18(01):31-34．

［4］賈振斌．連采機(jī)機(jī)械化快速掘進(jìn)在大斷面煤巷中的應(yīng)用［J］．內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2020(01):193．

作者：蘇菲 單位：陜西澄合合陽煤炭開發(fā)有限公司