李曉非

（河南永錦能源有限公司云蓋山煤礦一礦，河南 許昌 461670）

高瓦斯突出礦井煤巷快速掘進(jìn)工藝及其應(yīng)用分析

李曉非

（河南永錦能源有限公司云蓋山煤礦一礦，河南 許昌 461670）

煤礦資源是當(dāng)前十分重要的資源，在煤礦資源的開采當(dāng)中，開采安全是一項(xiàng)至關(guān)重要的工作。在一些煤層當(dāng)中，具有高瓦斯突出礦井的情況，對(duì)煤礦開采安全具有較大的威脅。對(duì)此，應(yīng)當(dāng)根據(jù)掘進(jìn)工作面的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，結(jié)合巷道掘進(jìn)作業(yè)的方法及流程，對(duì)快速掘進(jìn)工藝及其應(yīng)用進(jìn)行分析，從而在確保開采安全的同時(shí)，提高煤礦開采的效率。

高瓦斯突出礦井；煤巷；快速掘進(jìn)工藝；煤礦資源；煤礦開采；幫錨桿支護(hù)

在高瓦斯突出礦井的情況下，煤巷快速掘進(jìn)工藝具有較高的綜合性。掘進(jìn)速度的快慢，除了與掘進(jìn)設(shè)備現(xiàn)代化程度相關(guān)之外，與各個(gè)生產(chǎn)工序之間也存在著緊密的聯(lián)系，對(duì)于煤礦采掘銜接工作，也具有較大的影響。隨著煤礦開采綜合機(jī)械化程度的提升以及開采條件的不斷改變，產(chǎn)生了一些采掘不平衡的情況。對(duì)此，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際案例，對(duì)工序時(shí)間進(jìn)行節(jié)省，對(duì)掘進(jìn)速度進(jìn)行提升，從而在高瓦斯突出礦井的施工中，更好地應(yīng)用煤巷快速掘進(jìn)工藝，提高煤礦開采效率。

1 煤巷掘進(jìn)的現(xiàn)狀概況

本文以某煤礦輔運(yùn)巷、膠帶巷的掘進(jìn)工作面為例，均屬于盤區(qū)大巷在掘進(jìn)區(qū)域，煤層平均厚度為6.13m，為全煤結(jié)構(gòu)，以1.11m平均厚度的泥巖為直接頂，以2m平均厚度的砂質(zhì)泥巖為老頂，以11.28m平均厚度的砂質(zhì)泥巖為直接底。在兩條巷道中，都采用沿煤層底板掘進(jìn)的方式，每隔60m，設(shè)置1個(gè)聯(lián)絡(luò)橫川。在掘進(jìn)當(dāng)中，輔運(yùn)巷為進(jìn)風(fēng)巷，膠帶巷為回風(fēng)巷。具有寬度為5m、高度為4m的毛斷面，具有0°～12°的傾角。在實(shí)際掘進(jìn)過程中，面臨較多的困難，例如抽放鉆孔成孔率低、煤質(zhì)松軟、地應(yīng)力大、瓦斯高等，因而抽掘采銜接緊張、掘進(jìn)速度慢、掘進(jìn)單進(jìn)水平低，使得礦井均衡生產(chǎn)受到制約。為此需要采取有效措施，使掘進(jìn)工序減少對(duì)輔助工序的影響時(shí)間，使煤巷掘進(jìn)速度得到提升，從而加快礦井掘進(jìn)工效，并使礦井采掘平衡得到改善。如圖1所示：

圖1 某煤礦輔運(yùn)巷、膠帶巷的掘進(jìn)工作面

2 巷道掘進(jìn)方法和工藝

在煤巷掘進(jìn)中，采用綜合機(jī)械化的方法，使用了連續(xù)采煤機(jī)和相關(guān)配套設(shè)備，支護(hù)中使用了高強(qiáng)度、高預(yù)緊力的螺紋鋼錨索及錨桿。采用連續(xù)采煤機(jī)，對(duì)割煤、裝煤工序進(jìn)行施工，采用梭車從連采機(jī)向給料破碎機(jī)運(yùn)輸煤炭。采用給料破碎機(jī)，對(duì)煤炭進(jìn)行破碎和轉(zhuǎn)載，并且向膠帶輸送機(jī)中轉(zhuǎn)載破碎后的煤炭，進(jìn)行運(yùn)出。采用鏟車進(jìn)行巷道浮煤的清理、設(shè)備搬移、材料運(yùn)送等。對(duì)巷道頂錨索、丁錨桿進(jìn)行打眼及安裝，并使用手持風(fēng)動(dòng)鉆機(jī)，對(duì)幫錨桿進(jìn)行打眼及安裝。在工藝流程方面，依次為交接班；安全檢查；防突預(yù)測(cè)；調(diào)連采機(jī)進(jìn)入，預(yù)測(cè)指標(biāo)達(dá)標(biāo)，允許掘進(jìn)巷道割煤裝煤，使用梭車進(jìn)行運(yùn)送；切槽采垛達(dá)到循環(huán)進(jìn)度；調(diào)出連采機(jī)，出轉(zhuǎn)移巷道；已割好的巷道中，進(jìn)入錨桿機(jī)，進(jìn)行支護(hù)工作；進(jìn)行“敲幫問頂”；使用錨桿機(jī)臨時(shí)支臂，進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)；進(jìn)行永久支護(hù)；完成永久支護(hù)之后，調(diào)機(jī)轉(zhuǎn)移巷道；用鏟車對(duì)浮煤進(jìn)行清理；最后進(jìn)行自檢驗(yàn)收。如圖2所示：

圖2 巷道掘進(jìn)方法和工藝

3 煤巷快速掘進(jìn)工藝及其應(yīng)用

3.1 幫錨桿支護(hù)順序的調(diào)整

在掘進(jìn)過程當(dāng)中，耗時(shí)最長(zhǎng)的往往是錨桿支護(hù)，會(huì)對(duì)掘進(jìn)速度造成很大的影響。對(duì)此，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)支護(hù)當(dāng)中，通過對(duì)相關(guān)資料進(jìn)行查找，對(duì)工人操作過程進(jìn)行分析，對(duì)幫錨桿支護(hù)，進(jìn)行數(shù)值模擬，對(duì)巷幫最下方的1根，破碎帶上的幫錨桿，滯后60m的距離的施工，進(jìn)行應(yīng)力分析，對(duì)其幫錨桿施工進(jìn)行確定。將原來7m的滯后距離，改變?yōu)?0m，在后續(xù)作業(yè)循環(huán)的空隙時(shí)間，通過平行作業(yè)的方法進(jìn)行打補(bǔ)，這樣在每個(gè)循環(huán)當(dāng)中，節(jié)省的時(shí)間可以達(dá)到1h左右。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)化工序及時(shí)間的制定

在保持其他條件不變的情況下，在各個(gè)循環(huán)作業(yè)當(dāng)中，不同班組可能會(huì)使用不同的時(shí)間。因此在實(shí)際作業(yè)操作當(dāng)中，施工人員可能會(huì)運(yùn)用不同的技藝或方法。所以對(duì)于掘進(jìn)施工當(dāng)中的各個(gè)工序，可以通過工業(yè)工程現(xiàn)場(chǎng)管理的措施進(jìn)行分析與觀察，并采用動(dòng)作分析方法，進(jìn)行深入的研究，進(jìn)而制定出標(biāo)準(zhǔn)化的工序和時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。在標(biāo)準(zhǔn)化工序及時(shí)間的制定當(dāng)中，要對(duì)工人的心理因素、生理因素以及具體的工作條件等進(jìn)行充分的考慮。在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的制定當(dāng)中，需要對(duì)觀測(cè)時(shí)間、平定系數(shù)等進(jìn)行綜合的考慮?；诖_定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，采用標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容，對(duì)工人進(jìn)行培訓(xùn)，使工人施工操作可以達(dá)到更高的熟練程度，確保能夠?qū)⒏鞯拦ば虿僮鳎跇?biāo)準(zhǔn)時(shí)間之內(nèi)進(jìn)行完成，進(jìn)而使工作效率得到有效的提升。在制定了標(biāo)準(zhǔn)化工序及時(shí)間的情況下，能夠有效地改善各個(gè)操作工序的時(shí)間以及平行作業(yè)的程度。以往每天只能進(jìn)行1個(gè)循環(huán)，改變?yōu)槊刻炜梢赃M(jìn)行2個(gè)循環(huán)，能夠提高1倍的工作效率。

3.3 不同工序平行作業(yè)的實(shí)現(xiàn)

在實(shí)際施工當(dāng)中，在交接班當(dāng)中，對(duì)于物料交接緩解、現(xiàn)場(chǎng)安全檢查環(huán)節(jié)等，可以采用分工平行作業(yè)的方法進(jìn)行施工，這樣，能夠縮短大約10min的交接班實(shí)踐。在割煤之前，對(duì)于中線、吊掛隨機(jī)拖拽電纜等工序，也可與支護(hù)施工進(jìn)行平行作業(yè)，能夠縮短30min左右的割煤時(shí)間。同時(shí)，在割煤施工當(dāng)中，也可同時(shí)進(jìn)行支護(hù)運(yùn)料和備料的作業(yè)，也能夠節(jié)省20min左右的時(shí)間。此外，在檢修過程當(dāng)中，也可以同時(shí)進(jìn)行提前調(diào)機(jī)和防突預(yù)測(cè)等施工，能夠節(jié)省大約130min的時(shí)間。

3.4 雙測(cè)工具及雙預(yù)測(cè)儀器的使用

在過去的預(yù)測(cè)當(dāng)中，預(yù)測(cè)鉆及配套鉆桿，預(yù)測(cè)儀器等，均使用了1臺(tái)。預(yù)測(cè)儀器對(duì)1個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，所需時(shí)間為5min。在打預(yù)測(cè)眼或探眼過程中，每米需要的時(shí)間只有1min。因此，在對(duì)一個(gè)探眼進(jìn)行取樣，對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行等待的時(shí)候，可以對(duì)另一個(gè)探眼進(jìn)行施工，同時(shí)使用另1臺(tái)儀器，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，能夠使預(yù)測(cè)的時(shí)間得到極大的節(jié)約。分別對(duì)預(yù)測(cè)鉆、預(yù)測(cè)儀器使用2臺(tái)之后，能夠縮短幾乎一半的預(yù)測(cè)時(shí)間。例如，需要對(duì)10個(gè)預(yù)測(cè)眼和5個(gè)探眼進(jìn)行施工，對(duì)1個(gè)預(yù)測(cè)眼帶取樣檢測(cè)數(shù)據(jù)以及對(duì)1個(gè)探眼進(jìn)行施工，大約需要消耗30min，而有2個(gè)探眼，能夠基于預(yù)測(cè)眼，進(jìn)行延伸施工，能夠節(jié)約30min的時(shí)間，因此使用1臺(tái)鉆進(jìn)行預(yù)測(cè)需要7h，而使用2臺(tái)鉆進(jìn)行預(yù)測(cè)只需要3.5h，節(jié)省了一半的時(shí)間。

3.5 橫川口加強(qiáng)支護(hù)及耳朵鉆場(chǎng)位置的改變

在過去的巷道中，在耳朵鉆場(chǎng)施工中，與橫川口是正對(duì)的位置，利用加強(qiáng)支護(hù)工藝處理橫川口，保持1m的支護(hù)排距，根據(jù)二四的原則布置錨索施工，每排使用2根8.3m的鎖口錨索，在兩側(cè)施工。對(duì)相關(guān)資料進(jìn)行查找，對(duì)錨索支護(hù)進(jìn)行數(shù)值模擬，在不同錨索間距中，進(jìn)行應(yīng)力分析，在確定之后盡可能對(duì)巷道側(cè)面耳朵鉆場(chǎng)、橫川口耳朵鉆場(chǎng)的施工中，避免正對(duì)橫川口的施工，將橫川口懸頂面積縮小。根據(jù)二二的原則，對(duì)橫川口錨索進(jìn)行施工，在一排對(duì)2根8.3m的鎖口錨索在兩側(cè)進(jìn)行施工，緊靠下一排中間，對(duì)2根7.3m錨索進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)施工。在橫川口位置，以12排設(shè)定加強(qiáng)支護(hù)范圍，能夠節(jié)省8.3m的鎖口錨索施工12根，以每根8.3m錨索需要15min時(shí)間進(jìn)行計(jì)算，兩根平行作業(yè)，能夠縮短1.5h左右的時(shí)間。

4 結(jié)語

在高瓦斯突出礦井的施工當(dāng)中，為了提高工作效率，需要實(shí)現(xiàn)高效的煤巷快速掘進(jìn)。對(duì)此，從預(yù)測(cè)工具儀器、耳朵鉆場(chǎng)及支護(hù)方式、幫錨桿支護(hù)順序、平行作業(yè)、工序時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)化等方面，對(duì)快速掘進(jìn)工藝進(jìn)行研究和應(yīng)用，能夠取得理想的效果。

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（責(zé)任編輯：周 瓊）

TD263

1009-2374（2017）12-0277-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.12.141

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