专题-巷道的快速掘进与支护技术.doc

1、巷道的快速掘进与支护技术摘要：针对巷道快速掘进面采场顶板岩层的运动规律和采场矿山压力显现规律有其特殊性的特点，着重研究巷道快速掘进的影响因素以及快速掘进的方法，利用现场观测、理论分析及数值模拟等研究手段，得出巷道快速掘进的影响因素以及快速掘进的方法，和如何对巷道进行支护。关键词：巷道快速掘进，相似模拟，巷道支护0 引言目前，在我国一次能量消费结构中，煤炭占75%以上。煤炭不仅是我国的基本燃料，又是重要的工业原料，电力、钢铁、石油加工、水泥、化学原料五大行业都离不开煤炭，因此，煤炭工业的发展直接关系到国计民生。为使我国能源战略持续稳定的发展，必须稳步高效地发展煤炭工业。我国是世界上煤炭资源最丰富

2、的国家之一。据不完全统计，己知含煤面积约55000k了，探明总储量在9000亿t以上，居世界前列。自1989年，我国一直是世界第一大煤炭生产国和消费国，煤炭产量占世界煤炭产量的1/4以上。快速、安全、高效地掘进巷道是煤矿生产的先决条件, 是保证正常的采掘衔接、开展有效的瓦斯治理、建设两安双高矿井的必要条件。随着我国煤炭生产和现代化机械水平的不断提高，大部分大中型煤炭企业已经走上了集约化、可持续发展的道路。如何提高巷道掘进速度及其支护是摆在所有矿井迈向现代化的关键。 1巷道快速掘进的影响因素和方法煤矿巷道掘进生产是一项综合性施工工艺，因此其掘进速率受到多重因素的综合影响，取决于施工建设地段客观地

3、质条件、 掘进采用装备、 技术生产水平及各生产施工工序的紧密衔接程度，同时科学有效的生产组织管理则可显著提升煤矿巷道掘进生产速度， 创设良好的生产环境。1.1巷道快速掘进的影响因素1.1 .1地质构造影响因素煤矿巷道生产掘进过程中地质构造是首要影响因素， 具体体现在煤岩硬度、 围岩节理、 褶区构造及劈里发育状况、 瓦斯量、顶板、 底板稳定性、 涌水量标准等。优质的地质条件为煤矿巷道掘进提供了良好的基础条件， 因而必然提升掘进速度， 相反复杂多变地质条件会产生对快速掘进的制约作用。例如煤岩硬度较高地质条件构成的稳定顶板会令支护条件变好， 在实施掘进之前我们只要开展临时性支护， 完成掘进后再实施永

4、久支护即可， 基于支护与掘进作业的并行开展特征， 必然会令掘进机工作效率显著提升。而岩层具有的褶曲断层节理则可令其煤层厚度产生变化， 在发生变化位置则较易形成冒顶、 塌落或偏冒现象， 会对掘进施工安全性与进度造成严重影响。煤矿开采进程中瓦斯一直是一大难题， 在煤矿巷道掘进施工进入煤层或他类复杂地质构造地段， 瓦斯涌出量有可能大大增加， 进而造成巷道内瓦斯浓度提升， 对掘进施工造成了不良威胁。因此为确保巷道掘进开采施工的科学有序与顺利进行， 我们必须降低工作面与回风风流含有瓦斯浓度， 该环节令建设矿井成本大大增加， 同时还影响了巷道掘进施工的正常速度。1.1.2 装置设备影响因素科技的迅猛发展令

5、各类新型巷道掘进设备、技术不断涌现， 并稳步提升了掘进速度， 然而， 从我国总体掘进开采设备水平来讲， 虽然品种齐全， 却欠缺优质性能， 且自动化应用程度有限，因而呈现出一定的滞后发展状态。具体体现在我国生产研发的掘进开采机械设备质量性能有待进一步提升，消耗刀具现象较大，设备故障率居高不下造连续开机率始终不高， 对煤矿巷道生产掘进速度形成了不良影响， 也引发了高效煤矿生产障碍。1.1.3 煤矿巷道掘进施工管理组织及施工工艺影响因素我国宏观经济发展进程中电力短缺成为阻碍其快速发展的首要因素，为缓解供电压力进一步造成了我国煤炭产量的供不应求状况， 为追求可观经济利益， 许多企业忽视持续发展而一味的

6、提升煤炭生产量， 并非依据生产计划实施生产行为。同时企业管理人员欠缺科学性施工管理组织，片面追求生产进度， 无法重视对工程建设的规范规程编制与有效质量监管，进一步导致工程计划的制定无法实现有效贯彻落实，为后续的煤矿生产埋下了不良安全隐患。另外基于煤矿巷道掘进生产设备性能与质量的局限性，相应造成了各项施工工艺水平的滞后并引发了掘进速度无法快速提升局面。1.2巷道快速掘进的方法1.2.1加强地质预测预报工作 为巷道连续快速掘进打好基础对于地质条件极其复杂的矿井，不论是岩巷还是煤巷，施工中经常遇到断层及构造带，不仅影响了施工进度，而且威胁安全生产 为此，我们充分利用三维物探 钻探等进行超前探查，控制

7、地质构造，并进行地质动态分析等以便准确掌握构造情况，为巷道连续施工赢得了时间，为巷道快速掘进打下了良好的基础。1.2.2优化运输系统 加快排矸（ 煤） 速度矿车排矸出货，一直是我们沿袭至今的传统做法，运输不畅，存在安全隐患 我们可以通过学习，改变思维方式，引入 矿车不进掘进头 的新理念，煤巷采用皮带机链板机系统出货；在采区岩巷集中区域创新采用皮带机系统和梭车集中出货 变原来的绞车运输车皮出货为皮带机集中出货 自实施以来，不仅单进提高了30 ，而且减少了环节，节省了人员，提高了效率，确保了安全。1.2.3采用中深孔爆破 多循环作业岩巷掘进应用 中深孔不同阶微差斜眼掏槽爆破 技术，坚持 抓两头，带

8、中间 的布孔原则，有效提高了循环进尺和炮眼利用率。（1）对于岩巷，我们可以采取以下措施：岩巷掘进采用风钻钻爆破眼，每个掘进头保持 5 6 台风钻，每个钻眼深度在 2 2.2m 钻眼施工时操作遵循以下五个要点： 严格执行岗位责任制； 钻眼前要认准中腰线，根据中腰线确定周边轮廓和眼位； 钻眼作业时必须严格做到准 平 直 齐，以保证爆破后能形成比较整齐而基本垂直的作业面； 根据岩石硬度调整爆破图表，控制装药量，严格控制周边眼的装药量； 一炮三研究：研究施工方案 研究施工程序 研究施工效果 这样可以确保巷道一次成形掘进时采用小班多循环的方式作业，每个循环掘进 2m，每个班3 个循环 这样每个班掘进进尺

9、可以达到6m，月进尺达到 370m 折合标准岩巷518m（2）对于煤巷，我们可以采取以下措施 ：煤巷掘进时，炮眼深度为0.7m，循环进度为0.6m，很难提高掘进速度 为了既能提高煤巷掘进施工速度 又要保证施工安全，我们设计迎头炮眼深度：底部眼掏槽眼 两帮及中部炮眼的深度为 2m，顶部炮眼的深度为 0.7m，放完炮后，在 0.7m 处架设第一个棚架 此时，顶部煤层由于受到爆破的震动，煤体已经松散，将顶部松散的煤撬掉后架设第二 第三个棚架 由此循环，单循环进尺可达 1.8m，每个班 3 个循环，进尺可达5.4m，月进尺可达到490m，从而提高了掘进速度。1.2.4合理安排各工序 尽可能地使之平行化

10、作业为保证设备正常运转，施工单位加大了对设备的管理。首先是加强设备的维修和保养，所用设备全部实行专人管理，专人维修，专人操作，台台落实到人，并按程序化管理的要求，推行 一包二勤三定四不走 的管理办法：一包即包机挂牌；二勤指勤检查，勤维修；三定即定岗位，定人员，定职责；四不走指当班情况不交代清楚不走，当班事故处理不完不走，班末不验收不走，上井不填写汇报不走 通过采取以上措施，调动了职工积极性和责任心，提高了设备完好率，保证了运转良好。其次，做到超前准备，配齐备足零部件，实施配件定置化管理。其三，强化服务意识全力为一线服务 为了确保成效,矿领导多次召开协调平衡会议,及时解决现场实际问题：一是联合调

11、整检修班次，把设备检修, 风水管路的延接等多工种作业时间统一安排到一起，超前准备，尽可能缩短影响时间 ；二是各单位挑选责任心强,业务技术水平较高的人员包头蹲点，现场交接班，发现问题及时处理，为施工单位提供了有力的保障 地质部门对重点掘进工作面安排专人定期深入现场了解地质变化情况，提前预报地质条件的变化，使施工单位提前做好应变准备。1.2.5采用光爆锚喷支护技术采用光爆锚喷支护技术的巷道具有成形好 岩（煤）面平整 轮廓鲜明的优点 采用该项技术，半眼率在 50%以上，超 欠挖控制在15%以内。我们根据不同岩巷的岩性对支护参数不断进行优化，以前锚喷巷道支护不论顶板好坏一律采用采用长度 2.4 米的锚

12、杆支护，通过现场跟班对比实践，在顶板好的地段缩短锚杆长度，适当加大间排距 通过对支护参数的优化，减少了锚杆眼施工数量，缩短了打眼时间，节约了成本，提高了效率。1.2.6改进施工工艺积极推行岩巷 喷 锚 喷 施工工艺 一般矿井岩巷锚喷支护施工工艺都是 锚 喷 喷 ，由于岩性的不断变化，光面爆破的效果时有起伏，原有的 锚 喷 喷 工艺在光面爆破不理想时影响其支护效果，巷道成形差，网片 锚杆托盘不能紧贴岩面，支护费时费力，还遗留安全隐患，从五月份下旬开始推行岩巷 喷 锚 喷 新工艺，有效缩短了支护用时，提高了支护效果，加快了掘进施工速度。1.2.7开展班组自主管理建立基层自主管理模式：转变管理理念，

13、改变由原来矿管区 区管队为区队自主管理，即员工自我管理区队除安全管理由矿 区对队和员工管理外，其他均实行自主管理；我矿通过安全 工会 经营等部门联合对班组自主管理流程进行规范 简化，按照区部领导抓保障 机制，队部领导抓落实 现场的原则，并进行合理分权，提高班组自主管理的积极性与能力 通过推进班组自主管理，班队长与员工综合素质有了明显提高，延伸了安全链条，较好的起到了点上结果面上开花 示范拉动效果。1.2.8提高工作热情 及时总结 奖励工作热情是高效进尺的重要保证，我矿根据自身的地质条件 技术水平 人员素质 装备和集团公司的要求，制定了任楼矿 标杆掘进队 标准 严格从单进 效率 安全 质量标准化

14、四个方面考核；月度单进符合标准的，将管理人员的奖励标准执行到位，职工工资兑现到位 同时，区队内部实行 快速掘进先锋 评比活动，对工作积极的员工进行经济奖励，每个小班评出一名优秀员工，每月评出一名快速掘进工 在评比中严格执行安全一票否决制和公开评选制，充分调动了职工工作的积极性，出现了班班比进尺 人人争一流的良好局面；大家出满勤 干满点，个个争当 快速掘进先锋 ，有效的保证了安全高效进尺 在工资收入 快速掘进先锋 的评选方面，向高技能职工倾斜，鼓励职工学技术 用技术，充分激发了员工工作热情，员工的技能、素质不断提高。2 巷道快速掘进的支护技术 2.1一般巷道快速掘进的支护技术2.1.1使用组合锚

15、杆支护本矿在沿空掘巷的初期，采用工字钢梯形棚或U型可伸缩支架支护，这种支护方式材料消耗大，施工劳动强度大，钢材回收复用困难。为此，本矿在总结煤巷锚杆支护成功经验的基础上，大胆地在沿空掘巷中使用组合锚杆支护新技术。组合锚杆支护是锚杆与钢板梁、钢带、水泥托板、金属托板、金属网、塑料网组合而成的支护系统，它通过悬吊、组合梁、挤压加固作用来保持和增强围岩强度，利用围岩自承能力达到维护巷道的目的。图2-1所示为沿空掘巷组合锚杆支护示意图。 图2-1 沿空掘巷组合锚杆支护示意图1金属锚杆 2木锚杆 3钢带4水泥托板 5钢带及塑料网2.1.2避开一次采动影响沿稳定的采空区边缘沿空掘巷才是有利的，但由于接替紧

16、张，区段工作面的准备与相邻工作面的回采往往同时进行，为避开一次采动影响范围，离采空区30米左右开掘一条附加材料道，附加材料道掘至上回采工作面采空区岩层压力已稳定区，即拐线正式开掘沿空巷道，外部的沿空巷道（图2-2中的虚线部分）可在本综采工作面生产中边回采边掘进，以缩短沿空掘巷的暴露时间，减少沿空掘巷的变。图2-21 沿空掘巷（材料道） 2附加材料道 3 小横贯 4 工作面运输道 5 带区胶带机道 6 采区大巷7采区回风道 矿压资料表明，沿空掘巷拐线时间一般在上区段回采后5个月。2.1.3预留变形量根据矿压资料，本矿沿空掘巷在各个时期预顶底板变形量为：开掘时期0.180.19m，稳定时期0.30.32m，回采时期0.480.51m。煤矿安全规程规定