晉華宮礦半煤巖巷快速掘進技術及管理

曹建國

（同煤集團晉華宮礦技術科，山西 大同037016）

晉華宮礦為多井口大型礦井，年產量450萬噸，主要含煤地層為下侏羅統大同組，煤層多而薄，其中，307盤區5704巷所在的7－3＃煤層厚1.2～1.58m，平均厚度為1.4 m，屬于厚度偏小的中厚煤層〔1〕，該煤層傾角2°～6°，平均4°，埋深280.2～303.3m，瓦斯含量較少。

5704 巷沿煤層底板布置，設計斷面為矩形，掘進斷面寬4.3m，高2.8m，掘進過程中巖層所占比例為43.57%～57.15%。老頂厚7.8m，上部為深灰色粉砂巖，下部以灰白色中、細砂巖為主；直接頂厚2.96m，上部深灰色粉砂巖，中部夾雜著7－1＃煤，下部深灰粉砂巖；底板則以白灰色粉砂巖為主，水平層理。室內試驗表明，處在巷道斷面內的粉砂巖強度達到83.6MPa，而煤層的強度只有5.9 MPa，巨大的強度差異嚴重影響了巷道的快速掘進。

在對5704巷的設計和掘進中，采用了“以人為本，動態設計，科學調控”的指導思想，從技術和管理兩方面入手提高巷道掘進的速度，最大月進尺達到368m，實現了中厚煤層半煤巖巷道的快速掘進。

1 支護設計及掘進配套

1.1 動態支護設計

根據統計資料，巷道掘進一個循環作業中的支護時間要占總作業時間的70%〔2〕，巷道的支護設計對其快速掘進的實現具有決定性的作用，5704巷道采用了施工速度最快的錨網支護，由于巷道埋深淺、絕大部分頂板巖性較好，因此盡量減小錨桿、錨索的長度，增加其間排距，減少鉆孔深度及密度，提高掘進速度。

錨桿選用Φ18mm×1700mm左旋無縱筋螺紋鋼樹脂錨桿，頂板間排距均為1000mm，幫錨桿排間距為1200 mm×1500mm，呈三花布置。錨索選用Φ15.24mm×5000mm鋼絞線，排間距1500mm×3000mm。頂板鋪設4200mm×180mm×4mm鋼帶，兩幫采用菱形金屬網護幫，托盤均為配套。

在頂板地質條件稍差地段，底板加鋪金屬網。根據施工過程中的監測結果顯示，巷道兩幫最大收斂量63.7 mm，頂底板移近量僅為10.8mm，與以往錨網支護相比，5704巷支護時間降低了38.6%。

1.2 機械設備配套

對于半煤巖巷的掘進，常用掘進方式為“炮掘”或“小功率掘進機＋炮掘”，前者打孔較多、出渣困難、超欠挖難以控制、支護困難，后者雖然在煤層部分采用掘進機，但仍然擺脫不了“炮掘”缺點，掘進速度較慢。

為此，礦上為該巷道配備了EBZ260H大功率旋臂式硬巖掘進機，該機自帶蟹爪式裝運設備及刮板運輸系統，與傳統的EBZ160SH掘進機相比，該機功率高，設計單刀力大，截割能力強，智能化程度高，穩定性好，能很好的破巖掘進。為了配合這臺現代化的掘進機，該工作面還配備了2部SJ800／2×40皮帶機，使掘進機切割的煤和巖石及時的輸送出去。

在巷道支護方面，采用了2臺MYT－130液壓鉆機和2臺655型氣腿式鑿巖機，最快能同時施工4根錨桿（索），將鉆孔所占時間降低了30%～40%，提高了工時的效率，加快了巷道的掘進速度。

1.3 工藝科學調控

5704 巷沿底挑頂掘進，根據頂板巖層完整情況，掘進機截割完2～3個循環（一個循環為1m）后，進行錨網支護。

煤矸和運，全部采用機械化運輸：掘進機截割落煤矸經機組鏟板→機組中間輸送機→橋式皮帶轉載機→5704巷皮帶→307盤區東翼皮帶巷→7－3＃～11＃層溜煤眼→11＃層輔助皮帶→11＃層307盤區皮帶→810溜煤眼→810皮帶→轉載皮帶→主井皮帶→地面。

以往工程經驗表明，機械設備故障是影響快速掘進的主要問題〔3－5〕，為了確保各項工藝及設備的正常運行，5704巷采用“四六”制作業方式，其中一個班作為專用的檢修班，配備了15人的檢修隊伍，其中4人跟生產班隨時處理突發故障，11人集中檢修。

2 以人為本科學管理

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，在施工中如何提高員工的積極性是決定掘進速度的重要因素，在晉華宮礦5704巷施工時，從“以人為本”的角度采取了以下有效措施，為實現中厚煤層半煤巖巷道的快速掘進提供了必要條件。

2.1 合理分工，實現掘進的流水作業

任何一條巷道掘進都是一個綜合系統性的工程，涉及掘進、支護、轉載、運輸、供電、供排水、通風、通訊、安全等多個環節協同作業，任何一個環節出現問題，都會影響到巷道的掘進速度。在5704巷的施工過程中，根據掘進過程將人員分為工長、組長、掘進司機、支護工、皮帶司機、清煤工和檢修工，其中工長和組長主要負責一個生產班中物資、人員、設備等的調控配備及管理，掘進司機主要負責硬巖掘進機的操作；支護工負責液壓鉆機和鑿巖機的使用、錨桿（索）及鋼帶的安裝；皮帶司機負責兩部皮帶機的安全操作；清煤工對掘進機沒能采到的邊角及轉運煤炭時灑落的散煤；檢修工負責對各種設備進行檢查。各項工作責任到人，合理分工，流水作業，保證快速掘進的同時也能使工人得到體力的補充。

2.2 強化培訓，提高員工的綜合素質

巷道掘進是一個綜合的施工工藝，不僅要有現代化的設備，使用這些設備的施工人員也應該有較高的綜合素質，5704巷動工掘進前，抽出兩天的時間，邀請每臺設備的廠家技術員或礦上的操作能手，針對設備的特點、操作方法、注意事項以及在使用過程中可能出現的問題和簡單的處理方法等對這些人員展開培訓，務必使他們實現對設備的熟練操作。此外，配合設計院對參與5704巷掘進的全體施工和管理人員進行施工工藝的培訓，使每個人都清楚的知道什么時間改進行什么工作，減少窩工時間，提高工時利用率，進而提高掘進速度。

2.3 做好后勤保障，營造員工良好環境

良好的環境不僅能給人帶來愉快的心情，也能提高員工的工作積極性，使他們得到更好的休息，體力和精力得到更好的恢復。對服裝、澡堂、燈具等基本后勤工作有專人負責，及時清洗工人的換洗衣物。此外，通過及時召開座談會，交流溝通工人在巷道掘進過程中的經驗、心得及工作生活中遇到的困難，在相互學習充電的同時也使礦上領導及時了解工程的進展和工人的心里動態，消除員工的各種后顧之憂，使他們全心投入到工作之中，為巷道的快速掘進提供了保障。

2.4 制定科學制度，獎罰分明

一個好的掘進隊伍除了高素質人員及現代化設備外，一個嚴格執行的科學制度是必不可少的。在5704巷掘進過程中，針對施工過程中可能出現的問題制定的具體的制度，其中兩條在提高施工速度的同時也保證了施工的質量：

（1）實行嚴格的交接班制度和各工種崗位責任制。交接班時，各工種每個崗位上的人都要進行對口交接，上一個班要對下一個班交任務、交措施、交設備、交安全。使下班情況清、任務明，能立即連續平行作業，保證正常施工。

（2）實行嚴格的賞罰分明制度，針對施工中出現為搶速度而降低施工質量的問題，對安裝位置不準確、預緊力不足的錨桿（索），發現1根處罰1000元，同時將罰金獎勵給其他沒有出現問題的小隊。在施工過程中的多次檢查，各項指標均達到了設計要求，切實地做到了半煤巖巷的“又快又好”掘進。

3 結語

中厚煤層半煤巖巷的快速掘進技術是煤礦生產面臨的一個技術難題，解決好這一問題，可以很好地保障礦井的采掘平衡，有利于“高產高效”礦井的建設。在晉華宮礦7－3＃煤層307盤區5704半煤巖巷的掘進中，采用了“以人為本，動態設計，科學調控”的指導思想，減輕了工人的勞動強度，提高了掘進速度，取得了平均月進尺339m，最大月進尺368m的掘進速度，巷道1170m的全長施工中未出現任何事故，做到了“又快又好”施工。

〔1〕王建平，靖洪文，劉志強.礦山建設工程〔M〕.徐州：中國礦業大學出版社，2007.10.

〔2〕牛寶玉.采掘錨、掘錨一體化快速掘進成巷技術〔J〕.煤炭工程，2003，（9）：9～12.

〔3〕李卯玄.半煤巖巷道安全快速掘進〔J〕.山西焦煤科技，2009，增刊：30－31.

〔4〕吳淑芹，劉建勝.薄煤層炮掘半煤巖巷道優質快速低耗掘進技術〔J〕.中國煤炭，2008，（7）：55～57.

〔5〕樊 勇.巷道快速掘進的影響因素分析〔J〕.山西煤炭，2009，（4）：20～22.