沖擊地壓礦井巷道快速掘進技術與施工經驗

王 樂

（山東能源淄博礦業集團有限責任公司，山東 淄博 255000）

唐口煤礦在同一工業廣場內布置主、副、風三個超千米立井的礦井，為真正意義上的千米深井，沖擊地壓礦井。6304工作面是礦井2018年重點接續工作面，為確保工作面的按期出面，通過優化支護參數，合理布置錨索，在保證支護強度的基礎上減少工程量；利用礦用液壓錨桿鉆車實現掘支平行作業，在生產天數僅為25d的情況下，實現單頭進尺476m，創造了集團公司煤巷綜掘新標桿。本文對沖擊地壓礦井巷道快速掘進技術與施工成功經驗進行論述。

1 地質概況及基本情況

6304工作面位于-990m水平，開采3煤層。3煤為黑色，條痕褐色，暗煤為主，亮煤次之，為半暗型煤。內生裂隙較發育，局部黃鐵礦薄膜。該煤種屬氣煤，其普氏硬度系數為1.52，此區域3煤層厚度平均為10.0m，近水平煤層。根據三維地震勘探資料、附近巷道實際揭露及鉆探資料綜合分析該順槽地質條件較簡單，巷道掘進過程中預計將揭露三條斷層。其中EF41斷層，預計揭露落差3.0m；EF42斷層，預計揭露落差4.5m；F6304-1斷層，預計揭露落差2.5m。6304軌道順槽里段為沿空掘巷段，與6305工作面采空區之間留設7m凈煤柱。

2 唐口煤礦沖擊地壓巷道快速掘進工藝

2.1 煤巷高強扭矩應力讓壓錨桿支護革新

6304軌道順槽強礦壓顯現明顯，煤巷支護強度較高，支護材料革新前兩幫和頂板分別采用Φ20×3000mm和Φ20×2400mm的無縱肋螺紋鋼錨桿，按900×800mm和900×1200mm的間排距進行布置，見圖1。支護工程量大，施工效率低。支護材料革新后采用Φ22×2800mm高強扭矩應力讓壓錨桿，見圖2。新支護方式較原支護主要存在以下優點。

（1）實現了提強度，減密度。兩幫錨桿間排距由900×800mm優化為900×1000mm，頂板錨桿間排距由900×1200mm優化為1000×1200mm，每百米巷道減少施工錨桿170棵。頂板使用Φ21.8×8200mm錨索線，由原來的錨索橫向與錨桿相鄰布置，錨索間排距1000mm×1200mm布置方式優化為錨索與錨桿相鄰布置，第一排4棵，第二排3棵，按照“434”方式，間排距為1200×1200mm交替布置方式，每百米巷道減少施工錨索125條，鉆眼支護及運料工作量顯著減少；

（2）錨桿預緊力增強，支護質量明顯提高。在相同的220N·m扭矩下，預緊力由原來的1.5t增大至4.5t。現場與“W”形鋼帶配合后，錨桿預緊力明顯提高，錨桿對圍巖體的主動支護作用加強。經過現場布點實測，巷道圍巖變形量明顯減少，達到了預期目的。

圖1 6304軌道順槽修改支護前斷面圖（單位：mm）

圖2 6304軌道順槽修改支護后斷面圖（單位：mm）

2.2 CMM2-24型煤礦用液壓錨桿鉆車的應用

CMM2-24型煤礦用液壓錨桿鉆車應用于6304軌道順槽，進行頂板部分錨桿、錨索打設，現場作業見圖3。充分發揮雙臂鉆車性能，合理組織施工順序，頂板錨索間隔拖后布置。頂板自右向左第一排（即“434”錨索支護形式中的“4”）前2棵錨索、第二排（即“434”錨索支護形式中的“3”）第2棵錨索及頂板每排自右向左第1棵錨桿，拖后迎頭40～50m，采用CMM2-24型煤礦用液壓錨桿鉆車進行支護施工，實現平行作業，大大提高掘進速度，降低職工勞動強度，改善作業環境，提高安全系數。

圖3 雙臂鉆車支護作業圖

2.3 強化勞動組織管理，為快速掘進提供人力保障

合理的人員構成、有序的接續調整、良好的激勵政策、嚴格的設備管理制度對于提高掘進效率都將起到事半功倍的效果，大力實施崗位流程再造，創建精益班組，發揮出班組成員的“最大工效”。

（1）成立了物資配送中心，實現物資“一站式、快遞化”配送，物料配送周期由48h縮減到24h，物料配送效率提高1倍，保證支護材料供應充足。

（2）用市場化手段激勵機制，調動工作積極性。對重點掘進工作面制定激勵措施，提高生產積極性，確保高效掘進。強化機電設備管理，從源頭上保證施工效率。

2.4 優化運輸系統，保證生產系統

（1）優化綜掘工作面單軌吊運輸系統，實現物料不落地直達式運輸，避免了物料二次裝卸，提高了運輸效率。

（2）以精益生產為導向，組織綜掘工區綜掘機司機和維修人員到綜掘機生產廠家學習培訓，提高了維修人員對現場機電設備的掌控、維護能力，為高效掘進提供了人才保障。對掘進設備應用TPM全面生產維護。以“清掃、潤滑、點檢”巡視動態檢查活動為主線，重點對主要設備實施自主點檢及定期點檢，深入實施掘進設備強檢制度，提高現有設備利用率，防止機械事故發生。每月拿出一個圓班的時間對每個迎頭綜掘機進行強制檢修，通過實施該項措施，全礦綜掘迎頭綜掘設備故障率為零，可動率為100%，為掘進施工提供了有效保障。

2.5 激勵制度

形成完整的市場化運營考核機制，以市場化考核為工資依據，把當月進尺完成情況納入市場化考核，進尺未完成的予以懲罰，進尺超額完成的予以獎勵，并實施階梯單價收購激勵措施，真正將工作量體現在工資收入上，多勞多得，不勞不得，充分調動職工生產積極性。實行英雄餐制度，并在餐廳設有英雄餐桌。綜掘工區每班進尺超過4.5m便可去調度室領取英雄餐券，憑餐券可去餐廳領取英雄餐，大大提高提升職工積極性和榮譽感。

2.6 精益提效

精益生產組織頻突破。圍繞“精用工、提效率、除浪費、保高效”等關鍵因素，精益組織流程運作復雜、效率低下的作業環節，在質量、成本、效率等績效要素上，取得突破性改變。以全員改善為支撐，激發全員參與積極性。牢固樹立“改善無大小、全員全過程”的理念，堅持把提案改善作為持續改善的重要載體，有效解決了制約礦井安全生產、降本提效等各種短板。

3 結語

巷道掘進生產雖經過多年的優化和沉淀，但是沖擊地壓礦井巷道快速掘進仍有較多可改進之處，掘進提效是煤礦發展永恒的主題。沖擊地壓礦井面臨支護強度大，巷道變形嚴重等問題，這就促使進行優化支護方案，革新掘進支護設備，完善管理手段，優化勞動組織，充分調動職工積極性才能使沖擊地壓礦井巷道掘進水平不斷提高，從容面對新煤炭形勢下的新挑戰。