快速掘进技术在李村矿西翼进风大巷的应用

康 凡

(潞安集团 李村煤矿，山西 长治 046600)

高效机械化掘进工艺是实现岩巷快速掘进的有效手段之一，也是巷道掘进技术的发展方向。随着巷道的开拓延伸，李村煤矿采掘衔接紧张的问题越来越突出，加快推进高效机械化掘进工艺势在必行。

1 工程概况

李村煤矿西翼进风大巷位于3号煤层下方10～15 m范围，煤层走向为东-西，倾向东高西低，巷道设计长度为2 500 m，设计断面为拱形断面，掘宽5 000 mm，掘高3 900 mm，巷道以水平布置为主，采用锚网索喷支护。该巷道所处岩层以粉砂岩和粉砂泥岩为主，普氏系数为8～9，采用钻爆法破岩掘进，日正规循环为2 m，月单进进尺60 m。因岩石硬度较大、光爆参数设计不合理、施工作业人员素质参差不齐等，造成巷道成型差、超挖现象频发、材料损耗量大，严重制约巷道掘进效率的提升。

2 影响掘进的因素

2.1 地质构造

地质构造是制约煤矿岩巷掘进效率的重要原因之一。围岩节理现状、褶曲构造、顶板与底板的稳定性以及掘进面涌水量等众多因素，都对岩巷掘进效率产生重要影响。

西翼进风大巷巷道正常涌水量为1.5～3 m3/h，最大涌水量为5～8 m3/h，以顶板淋水为主，地质报告显示无突水危险。从地面三维地震、综合电法等勘探资料中得知：该区域无大的陷落柱和断层，但局部小断层、小陷落柱及导水状况不详。

2.2 机械化程度

进风大巷掘进为传统的炮掘工作面，采用气腿式凿岩机进行打眼，通过爆破破岩配合耙矸机、胶带机出矸，使用风动锚杆钻机打设锚杆。该种施工方式施工人员劳动强度大、劳动效率低，导致掘进速度慢、施工质量差。

2.3 施工工序与劳动组织

1) 工序安排不合理。在施工过程中，施工人员不能依据现场条件对爆破、材料运输等一系列工序的时间进行有效调整，出现工序转换慢、资源浪费、闲置等问题，从而影响掘进效率。

2) 劳动组织不到位。现场施工人员交接班管理时间过长，甚至存在停工等待交接的现象，影响掘进效率提升。

3 主要改进方案

3.1 采用超前探的地质探测方法

依据潞安集团“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则，积极采用超前探的地质探测方法探水。钻探前，根据井上下物探情况、煤层赋存条件和巷道掘进实际情况有针对性地编制超前钻探技术措施。钻探中依据编制的钻探设计严格施工，按照“停掘通知—超前钻探通知—钻孔验收—安全确认移交—允掘通知”的程序，对巷道掘进和钻探进行合理安排。在每次钻探后及时分析、汇总数据，并以此为依据对钻探作出调整，防止出现误揭煤、误透地质构造、顶(底)板突水等事故。

3.2 引进先进的机械化设备

调整进风大巷原有钻爆法破岩掘进方式，通过引入机械化设备，控制巷道成型，尽量减少超挖现象的发生，从根本上减少后续支护材料的投入。在多弯巷道加装拐弯式胶带输送机，有效降低人员投入的同时，保证了运输系统的持续性。机械化设备的投入，大幅缩短了施工作业人员的劳动时间，降低了劳动强度，提升了掘进效率。各设备类型及名称见表1。

表1 机械化作业线配套设备

3.3 优化施工工艺

炮掘施工对岩石硬度的适用性较强，但频繁打眼耗时较多、劳动强度大、施工效率差。EBZ260型掘进机适用于岩石硬度系数f<9的巷道掘进，但随着岩石硬度的增加，截割速度下降，截齿消耗增加。为了提高综掘机的截割速度，在掘进过程中采用松动爆破+综掘机的施工工艺。

松动爆破采用不耦合装药(即药卷直径小于炮孔直径，其爆破作用指数小于0.75)，通过爆炸产生的超高压使原岩产生裂隙呈松动状态，达到降低岩石相对硬度的目的。综掘机沿松动裂隙开始截割，由软到硬，先裂隙影响区后原岩区，达到快速掘进的目的。该种方式既降低了岩面的相对硬度又提高了岩巷掘进效率。

3.4 优化劳动组织

1) 加强劳动组织的管理，按照施工流程以及工艺对人员进行分工，将责任落实到个人，对现有工序进行优化，力求做到多工序交叉作业，提高岩巷掘进速度。一方面，利用交接班时间将当班所用材料运输至工作面材料堆放点，另一方面利用工作面打眼以及安装锚杆、锚索的时间对压风管路、排水管路、风筒进行前移。

2) 加强工种间的相互配合、协作，定期对员工进行安全、技能培训，着重培养作业人员的团队意识、合作意识。

3) 充分利用施工过程中超前探时间，开展设备检修工作，最大限度争取掘进时间。

3.5 加强设备维护保养力度

岩巷的快速掘进与机械设备养护是分不开的，只有定期对相关设备进行检修、保养、维护，才能减少设备的故障率，从而提高掘进效率。为便于实施检修、保养、维护，建立了掘进工作面设备检修管理制度，实行设备检修责任制，做到分工明确、责任到人，同时将动态巡查和静态检修相结合，进一步实现了掘进效率的提升。

4 结 语

一方面，李村煤矿西翼进风大巷通过合理配置机械设备、优化劳动组织，单月进尺达120 m，掘进效率得到了极大提升，工程质量也得到了显著提高，在实行减员增效降成本的同时降低了现场施工人员的劳动强度。

另一方面，岩巷快速掘进技术的应用，极大缓解了李村矿当前采掘衔接紧张的问题，为后续巷道的快速掘进提供了技术参考。