煤礦巷道掘進施工進度與質量的影響因素及對策

顧許平

（徐州礦務集團 張雙樓煤礦，江蘇 徐州 221000）

煤礦巷道掘進是一個系統工程，影響因素較多，該系統中包含人（施工者和管理者）、技術裝備、生產技術以及管理、安全、技術革新的影響等諸多因素所構成的綜合復雜體系。現將其歸納以下三個主要方面：（1）人的因素（施工人員的基本素質和管理組織形式）；（2）施工機械設備及生產技術因素；（3）施工工作地點安全因素（即環境因素）。三者之間如“木桶理論”一樣，任何一個環節的欠缺都會影響到整個掘進施工的進度。下面就制約巷道快速掘進諸因素探討分析：

1 影響巷道施工工程進度與質量的主要因素

1.1 人的因素

1.1.1 施工人員因素

無論是全自動機械化作業還是全人工原始施工，施工人員是關鍵因素，在施工過程中起積極能動作用，具體包括以下兩點：

1）勞動者的素質

勞動者的素質主要包括受教育程度、技術熟練程度、勞動者的生產積極性、安全教育等幾個方面。影響地下礦山井巷掘進的因素很多，比如操作人員沒有按照規程作業，操作人員文化水平比較低，對生產工藝不熟悉，對生產設備的性能了解不夠，操作不熟練等等。因此，在施工前和勞動過程中，加大對工人的技能培訓尤為重要，提高勞動者技能水平。在新工藝施工前，要對職工進行技術培訓，使工人盡快掌握每一道工序及要求，這樣才能保證各項施工工藝順利進行，極大提高工作效率。

在巷道掘進施工中，人員配備上做到工種齊全、分工明確、密切配合，各工程銜接緊密，有效地利用工時，提高工效、提高工人素質，培養出盡可能多的多面手，只有這樣才能使其掘進效率保持較高的水平。

2）管理者的能力

管理者，特別是基層直接管理者的技術水平、組織能力、管理能力、培訓能力等方面在施工組織中尤為重要。施工過程中，作業規程編制及技術措施質量差，對生產的指導性不強；安全規程不完善，現場管理不到位或制定的管理制度未認真貫徹；技術人員業務素質低，巷道掘進設計不合理，生產工藝不完善，支護設計不合理等都會給生產造成隱患，從而影響施工的順利進行。

1.1.2 管理組織形式

1）現場管理制度

健全和堅持以崗位責任制為中心的各項管理制度，是施工技術措施、施工設備和施工組織得以順利實施的保證，是加快施工速度、降低生產成本、保證施工質量和安全的基礎。

2）合理的施工方法

對于巷道掘進，采取一次性開挖成型或多次開挖成型方式，根據圍巖情況進行超前支護或初期支護，必要地段加強支護，以保證安全。在支護過程中，改善施工藝，如采用濕噴工藝、發揮圍巖自承能力的錨桿支護等，既減少工人勞動強度，又改善施工環境。

3）科學的施工組織

科學的施工組織要求做到以下幾點：

①確定每個工序作業時間和循環時間，盡量壓縮關鍵線路上關鍵工序外時間；

②多工序平行作業；

③編制合理高效的循環圖表，優化勞動組織；

④合理選擇施工作業方式和循環方式；

⑤確定循環合理的循環進尺。

1.2 施工機械設備及生產技術因素

鉆眼、爆破與裝運是巷道施工中主要工序，而鉆眼與裝運設備的合理選擇及使用將直接決定巷道掘進速度。

1.2.1 鉆眼

當前巷道掘進普遍使用的仍是氣腿鑿巖機 （如7655型、YT-28型、YTP26型等），由于氣腿鑿巖機輸出功率小，鉆速低，所鉆炮孔深度淺，要想提高工作面鉆孔速度，就得多機作業，但掘進工效仍無法提高。我國部分工程項目已采用單臂、雙臂或三臂鑿巖臺車進行施工，但就我國鑿巖設備使用及更新程度來說，大部分仍停留在第一、第二代水平，即氣腿鑿巖機或半液壓鑿巖臺車水平。而國外在大斷面巷道中已基本采用盾構機或TBM掘進機，小斷面內均采用鑿巖臺車，使得鉆孔時由更換釬桿、定位、開孔鉆孔、返回釬桿均全部自動化控制。另外，60年代美國第一臺直徑3.1m的全斷面掘進機試驗成功（頁巖中月進尺達到2087.6m），給巷道掘進帶來新的革命。又經近五十年來不斷研究，從技術角度出發，它已能在任何巖石中鉆進。由于全斷面掘進機掘進速度快，成本低，工效高，巷道掘進質量好，又安全可靠，所以其勢必將取代其他鑿巖設備。

1.2.2 裝運

裝巖工序在平巷掘進中占整個循環時間的30～50%，當前國內已基本實現機械化作業。從五十年代到現在，我國工程施工中裝運機械共進行了四個階段的更新，在裝巖上總的趨勢是從效率低的裝載設備為主的間斷出碴設備配套，向高效率連續出碴設備配套發展，即采用連續作業的蟹爪式或立爪式裝載機與皮帶轉載機和礦車配套，或采用的無軌鏟運機出碴或與大噸位自卸汽車配套出碴，其可把掘進工效提高1～2倍，采準時間縮短75～80%。

2 提高巷道掘進施工工程質量與進度的主要對策

根據我國井巷掘進當前施工水平，廣泛采用的仍是鉆爆法施工，而支護方式基本為錨噴支護。該方法在施工速度、安全質量、勞動強度、生產成本方面均優于傳統的架棚支護和砌碹支護方式。但施工中仍存在一些問題，如由于巷道成形欠佳造成網、噴漿質量差，錨桿安裝質量不好等，對于圍巖較差地段不但會存在安全隱患，而且還會制約井巷掘進進度。

2.1 改進光爆技術，加強巷道成形

當前巷道爆破均采用光面爆破，而大多為淺孔爆破，為提高進尺，可從加大孔深和孔徑入手，并且經多年實踐，中深孔（5m）爆破也是可行的。同時，為加強巷道成型，由于加大孔徑而減少的擴炮孔數量可轉移至周邊，即增加周邊眼數量，保證光爆效果。而且，增加孔深和炮眼數可以提高臺車的純鉆眼時間，充分發揮高效設備的利用率。

2.2 合理選擇錨桿，提高安裝質量

錨桿是否發揮作用，最關鍵是選型是否正確及安裝規范與否。不同圍巖需選用合理的錨桿，如砂漿錨桿、樹脂錨桿、中空注漿錨桿及預應力錨索、對穿頂應力錨索等。錨桿安裝角度、錨墊板是否貼緊巖面及注漿是否飽滿，都將直接影響錨固質量。

2.3 選用合格材料，保證網、噴漿質量

金屬網主要增加噴砼的抗彎強度和韌性，但其安裝時必須緊貼巖面。選用合格的噴漿料生產砼，并選擇濕噴工藝，不但可提高噴漿效果，減少回彈率，還可改善工作環境。

2.4 改善巷道施工的自然環境

地下突水、瓦斯、高地溫及高壓力圍巖變形等自然災害將直接危害巷道施工安全，其在施工中可借助相關設備（如地質雷達、紅外線設備等）進行監測，采取必要措施達到安全條件，但其勢必影響施工進度。

2.5 強化施工人員的安全意識

平巷掘進，基本為獨頭施工，掌子面空間狹小，人員、機械較多，空氣質量差，特別是鉆眼和出碴時。對此必須加強通風，保證空氣質量及能見度，減少安全隱患。

人在施工中的隨意性，是最不安全因素。在保證個人施工能力及操作規范性同時，安排合理工作時間、保持施工人員的良好施工狀態，也是安全施工必備條件。

［1］周興旺,程樺,鄭高升,趙世晨,姚直書,榮傳新,楊海勝,汪春勤.礦山建設工程技術新進展 [C]//2008全國礦山建設學術會議文集 (上).合肥工業大學出版社,2008,09.

［2］曾凡副.水平轉彎巷道掘進定向[J].中州煤炭,1996,5.

［3］廖紹賢.鉆爆技術在水平巷道掘進口的改進[J].鐵道建筑技術,1993,6.

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