淺談錨桿支護(hù)巷道的快速掘進(jìn)

引言
　　伴隨煤炭企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，開采強(qiáng)度的不斷提高，對巷道需求量也大幅增加。煤礦巷道快速、安全、高效地掘進(jìn)已是煤礦生產(chǎn)的先行條件，也是確保正常的采掘銜接、有效開展瓦斯治理、本質(zhì)安全型礦井建設(shè)的必要條件。隨著我國煤炭生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大及現(xiàn)代化機(jī)械水平的不斷提高，大中型煤炭企業(yè)已逐步走上了集約化、可持續(xù)發(fā)展的道路，煤礦巷道掘進(jìn)單進(jìn)速度已成為礦井邁向現(xiàn)代化瓶頸。
　　1 概況
　　1.1 礦井概況 陽煤集團(tuán)二礦東距陽泉市約5KM，始建于1951年5月1日，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為810萬t/年。
　　1.2 地質(zhì)基本情況 井田位于沁水盆地東北邊緣，地層走向北西南東，傾向南西。含煤地層為下二迭統(tǒng)山西組及上石炭統(tǒng)太原組，含煤15層，煤層總厚度15m左右。含煤系數(shù)為8.4%。主要可采煤層有3#、8#、15#三層，局部可采煤層有3#、6#、8#、9#、12#、13#、15#七層。8#煤層位于太原組頂部，鉆孔揭露煤平均2.8m，屬復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層。巖性最明顯的標(biāo)志是頂板的砂質(zhì)泥巖，厚約4.5m，深灰色，含砂粒不等，含植物化石，中部發(fā)灰色，含鋁質(zhì)，抗壓強(qiáng)度263-1041Kg/cm2，平均590Kg/cm2。老頂為中粒砂巖，抗壓強(qiáng)度754Kg/cm2。底板為砂質(zhì)泥巖或泥巖，抗壓強(qiáng)度174-487Kg/cm2，平均369Kg/cm2，老底為淺灰色細(xì)砂巖。15#煤層位于太原組底部，鉆孔揭露煤厚平均6.83m，屬復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層。直接頂板為泥巖，厚度變化較大，平均厚3m左右，抗壓強(qiáng)度223-910Kg/cm2，平均456Kg/cm2。老頂為細(xì)粒砂巖。底板為砂質(zhì)泥巖或泥巖，抗壓強(qiáng)度618-838Kg/cm2，老底為淺灰色細(xì)砂巖。
　　1.3 巷道支護(hù)形式 陽煤集團(tuán)回采工作面巷道支護(hù)方式大多數(shù)采用高強(qiáng)金屬錨桿、金屬網(wǎng)、鋼帶支護(hù)，并用錨索補(bǔ)強(qiáng)。只對地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育及破碎帶或孤島和邊角區(qū)段采用架棚支護(hù)。
　　2 錨桿支護(hù)巷道現(xiàn)場管理技術(shù)措施
　　2.1 優(yōu)化支護(hù)工序配置縮短支護(hù)工序時(shí)間 回采巷道掘進(jìn)的每個(gè)作業(yè)循環(huán)中，支護(hù)工序大約占用全部時(shí)間的50%以上，因此縮短錨桿支護(hù)工序時(shí)間是提高掘進(jìn)速度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為縮短支護(hù)工序時(shí)間，要求掘進(jìn)工作面必須有2臺頂錨桿機(jī)及2臺幫錨桿機(jī)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)，并要求壓風(fēng)管及水管必須安裝必要的凈化裝置并有足夠的壓力和流量，確保多臺機(jī)組同時(shí)作業(yè)，其中高壓風(fēng)管風(fēng)壓不得小于4MPa，水管水壓不得小于0.3MPa。在日常管理工作中還應(yīng)加強(qiáng)風(fēng)水管路的氣密性檢查，杜絕管路漏風(fēng)而造成的風(fēng)壓不穩(wěn)而影響生產(chǎn)。以上管理措施是縮短支護(hù)時(shí)間提高掘進(jìn)速度的主要措施。
　　2.2 優(yōu)化錨桿的支護(hù)參數(shù) 當(dāng)前回采巷道頂板的錨桿支護(hù)密度為1～2.08根/m2，煤幫的支護(hù)密度為1.23～2.04根/m2，其支護(hù)密度的變化范圍較大，因此在實(shí)際煤巷掘進(jìn)過程中可根據(jù)具體頂、幫煤巖物理特性，靈活、準(zhǔn)確地改變支護(hù)密度。及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)，從而達(dá)到最優(yōu)化施工、縮短支護(hù)工序時(shí)間、降低支護(hù)材料消耗、提高掘進(jìn)效率的目的。
　　2.3 優(yōu)化錨桿的支護(hù)方式 加強(qiáng)巷道頂板巖性的探測，對于巷道頂板破碎成形不好的巷道，必須采用超前錨桿支護(hù)掘前巷道頂板，減少冒頂確保巷道成形；對不處于構(gòu)造異常區(qū)域、圍巖穩(wěn)定且掘進(jìn)過程中無片幫現(xiàn)象的巷道，可采用幫錨桿滯后頂部錨桿施工，幫錨桿施工時(shí)間可選擇在其他工序作業(yè)時(shí)進(jìn)行平行作業(yè)，在安全條件允許的前提下，合理加大空頂距和循環(huán)進(jìn)度減少機(jī)組移動(dòng)等輔助時(shí)間，提高了掘進(jìn)速度。
　　2.4 多工序平行作業(yè)的合理安排與管理 在巷道掘進(jìn)作業(yè)循環(huán)中，割煤與支護(hù)這兩個(gè)主要工序在當(dāng)前情況和技術(shù)條件下一般只能按序作業(yè)，為減短循環(huán)作業(yè)時(shí)間，其他各工序應(yīng)盡可能多地進(jìn)行平行作業(yè)，如掘進(jìn)機(jī)割煤期間，除保證各運(yùn)煤環(huán)節(jié)正常運(yùn)轉(zhuǎn)外，還可安排支護(hù)工向前運(yùn)送支護(hù)材料，機(jī)電工檢修錨桿機(jī)具，掘進(jìn)機(jī)膠帶后側(cè)補(bǔ)底部幫錨桿，延長壓風(fēng)、水管路等；如在頂、幫支護(hù)作業(yè)期間，可以檢修、延長膠帶、電纜，檢修掘進(jìn)機(jī)等并運(yùn)輸環(huán)節(jié)故障等；平行作業(yè)期間必須專人負(fù)責(zé)明確分工、加強(qiáng)各工序統(tǒng)一指揮和管理、提前安排好時(shí)間，是組織好多工序平行作業(yè)的關(guān)鍵和重點(diǎn)，否則可能造成各工序間互相干擾，延長循環(huán)作業(yè)時(shí)間。
　　3 錨桿支護(hù)輔助管理措施
　　3.1 加強(qiáng)設(shè)備的日常檢修維護(hù)及設(shè)備的備用 對井下生產(chǎn)過程中易壞的設(shè)備、部件要多準(zhǔn)備井下。遇到損壞及時(shí)更換，減少影響時(shí)間。如錨桿機(jī)、鉆頭、鉆桿等，要配備充足，萬一遇到損壞即刻更換，使打眼、頂錨桿的安裝不受影響，對損壞的設(shè)備及部件及時(shí)升井檢修。對掘進(jìn)期間機(jī)電設(shè)備實(shí)行承包機(jī)制，由專人負(fù)責(zé)日常檢修維護(hù)，減少設(shè)備損壞率，達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目的。
　　3.2 快速掘進(jìn)的材料保障 將常用的支護(hù)材料及膠帶延長用料及時(shí)準(zhǔn)備在距煤頭100米的范圍內(nèi)，在割煤期間的較短時(shí)間內(nèi)，就可以將所有支護(hù)材料運(yùn)到煤頭使用，是保障快速掘進(jìn)的充要條件。對掘進(jìn)后期的上千米巷道，采用多臺絞車接力運(yùn)輸，材料和設(shè)備供應(yīng)尤為困難，當(dāng)遇到臨時(shí)軌道不能及時(shí)鋪設(shè)，更會(huì)影響掘進(jìn)進(jìn)度。因此在日常管理中除增加班次運(yùn)料及鋪設(shè)軌道外，可采用底膠帶輔助運(yùn)輸?shù)却胧┍Ｕ暇蜻M(jìn)材料的運(yùn)送，確保錨桿支護(hù)巷道的快速掘進(jìn)。
　　3.3 轉(zhuǎn)載機(jī)橋式膠帶的改進(jìn) 掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)過程中通過橋式膠帶輸送機(jī)將煤矸轉(zhuǎn)載到刮板輸送機(jī)上，再轉(zhuǎn)載到膠帶輸送機(jī)上，因橋式膠帶輸送機(jī)輸送長度較短，掘進(jìn)期間需要每班延長刮板輸送機(jī)，浪費(fèi)了較多工時(shí)，為滿足進(jìn)尺需要，可將橋式膠帶輸送機(jī)延長到15m，采用可伸縮膠帶機(jī)取代橋式膠帶輸送機(jī)與膠帶輸送機(jī)之間的刮板輸送機(jī)，使橋式膠帶輸送機(jī)機(jī)頭安設(shè)在可伸縮膠帶機(jī)尾上滑行，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確送煤，減少安裝刮板輸送機(jī)刮板時(shí)間，增加掘進(jìn)效率。
　　4 加強(qiáng)制度管理與員工培訓(xùn)
　　4.1 加強(qiáng)錨桿支護(hù)巷道質(zhì)量監(jiān)管 通過使用頂板離層儀及無損錨桿測力計(jì)來檢測頂板離層和錨桿受力，監(jiān)督施工質(zhì)量、保證支護(hù)安全可靠，并根據(jù)巷道頂板離層情況及錨桿受力情況對支護(hù)效果進(jìn)行綜合評價(jià)分析，通過支護(hù)分析結(jié)果確定支護(hù)方式，優(yōu)化支護(hù)使支護(hù)更加經(jīng)濟(jì)、合理。
　　4.2 施工隊(duì)組的綜合作業(yè)及隊(duì)組管理制度 在掘進(jìn)隊(duì)組的施工組織方面采用綜合作業(yè)隊(duì)勞動(dòng)組織形式，在施工過程中主要工種和輔助工種組織在一起，相互分工相互協(xié)作。建立健全各項(xiàng)規(guī)章管理制度，如崗位責(zé)任、場交接班、設(shè)備維修、質(zhì)量驗(yàn)收、技術(shù)管理和材料管理制度等，實(shí)現(xiàn)隊(duì)組管理的制度化、科學(xué)化、規(guī)范化。在技術(shù)管理上，要求各工種堅(jiān)持正規(guī)操作與多工種相互配合平行作業(yè)方式學(xué)習(xí)，是保證實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的有效方式。
　　4.3 員工素質(zhì)培訓(xùn) 加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)提高隊(duì)組人員素質(zhì)。錨桿支護(hù)巷道的技術(shù)性強(qiáng)，其支護(hù)方式需要有科學(xué)的設(shè)計(jì)、精心的組織施工和嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)來保證，只有多培養(yǎng)一職多能的人才，不斷提高職工正規(guī)操作水平和業(yè)務(wù)素質(zhì)，才能提高掘進(jìn)隊(duì)組綜合素質(zhì)，才能實(shí)現(xiàn)錨桿支護(hù)巷道的快速掘進(jìn)。
　　結(jié)束語
　　當(dāng)前煤巷錨桿支護(hù)及快速掘進(jìn)技術(shù)已取得長足的發(fā)展，錨桿支護(hù)技術(shù)日趨完善，但在現(xiàn)場施工過程中仍存在諸多問題，只有加強(qiáng)推廣錨桿支護(hù)快速掘進(jìn)方法、技術(shù)，不斷建立健全錨桿支護(hù)巷道施工隊(duì)組的管理制度，加強(qiáng)錨桿支護(hù)巷道施工隊(duì)組員工素質(zhì)培訓(xùn)，才能快速推進(jìn)煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。