復雜地質下煤巷快速掘進技術探析

趙延召 夏志鋒

摘 要：當前，隨著社會的進步，采煤技術朝著機械化、自動化及智能化的方向發展。煤礦井下開采條件復雜，開采時常遇到巷道片幫的問題。因此，本文將重點研究發生片幫的原因，并提出了相應的改進措施。

關鍵詞：快速掘進;片幫;復雜地質

中圖分類號：TD263 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）05-0082-02

Absrtact： At present， with the progress of society， coal mining technology is developing in the direction of mechanization， automation and intelligence. Coal mine underground mining conditions are complex， mining often encountered the problem of the roadway piece help. In this paper， the reasons of the film help were studied and the improvement measures were put forward.

Keywords： quick excavation;piece;complex geology

煤炭資源在我國分布廣泛，但人均含量偏少，尤其是工業發展都以煤為能源。因此，需改進煤礦開采技術，提高開采效率，從而促進國家經濟發展和提高人們的生活水平。巷道掘進和支護工作影響煤礦開采。通常，采煤是先勘測，再挖掘，最后開采。因此，巷道的安全與否事關員工的生命安全和煤企的長遠發展。具體的煤礦開采中，部分巷道距離較長，所處地理位置危險，挖掘和支護時需投入較大成本。隨著機械化的引入，煤礦開采技術和設備不斷完善，保證了煤礦開采的高效、安全，促進了煤企發展。目前，年產超過萬噸的機械化綜采工作面已比較常見，需做好復雜條件下煤巷的快速安全掘進。

1 煤巷所處地理環境

某礦所處地理位置海拔較高，西北高于東南，高度差約為500m，S3303工作面開采的3號煤層底板等高線平均為690m。通過計算，該礦煤深約580m。最初預計煤礦巷道走向1 750m，巷道長269m。鑒于該礦較深，瓦斯含量可能較大，爆炸風險較高，設計巷道時，需預留瓦斯回風巷，以防止瓦斯含量過大而影響工作人員的健康。

2 煤礦快速掘進的具體方式

2.1 懸臂式掘進機

利用此設備打開巷道的技術相對比較成熟，興起于歐洲，但缺點也比較明顯，即挖掘速度慢，無法滿足當前煤炭開采需求，增加了煤企成本，已被逐漸淘汰。

2.2 連續采煤機組錨桿鉆機掘進

該技術起源于美國，應用比較廣泛。通過多個煤礦巷道運煤，提高采煤速度，降低煤礦巷道的瓦斯含量，保障工作人員的安全。雖然該技術應用成本較高，但被較多國家用于采煤。

2.3 掘錨聯合機組掘進

工業革命后，多數國家開始大力發展工業。煤炭作為主要能源，已供不應求。所以，多數國家開始創新采煤技術。其中，起源于英國的掘錨聯合機組掘進技術，加快了采煤速度，滿足了市場的煤炭需求，促進了經濟發展。

3 片幫原因

煤礦巷道受掘進技術的影響，邊緣易發生變形和片幫等問題。其中，變形主要經歷五個階段：第一，影響階段，掘進之初巷道周邊受影響很小;第二，穩定階段;第三，一次回采影響階段;第四，一次回采穩定階段;第五，二次回采穩定階段。隨著掘進的深入，巷道周邊受影響變大。巷道掘進時，需經常檢查和修繕巷道周邊，以避免發生危險事故。

由于開采力度加強且煤企監管不到位，易出現片幫問題。巷道跨度和高度較大，煤層承載能力弱，極易松散和破碎。此外，煤層質地較脆，節理裂隙較多，受掘進應力擾動，易發生片幫。

4 巷道片幫問題解決策略

4.1 短掘短支策略

該方法可有效解決巷道片幫問題，主要施工方式為一次成型。向前切割時，需一次性切割2m;向高切割時，需一次性切割全高，切割線路為S形。短掘短支鋼帶搭接時，需分段進行，并與巖面充分結合，避免使用木板。該方法減少了空頂時間，延長了巷道的安全時間。需要注意的是，實施快速掘進時，需考驗采煤人員的專業能力和心理素質，應多加宣傳安全挖掘事項。

4.2 支護技術

支護技術因支護位置的不同而有不同要求。首先，托頂煤時，煤層上至巷道頂板或是以上部位，將損壞巷道，需采取支護方式，以確保巷道的安全。其次，煤層上至巷道頂板時，頂板煤層易坍塌，需采取多樣化支護手段，且需根據開采情況設置支護距離，以保證巷道安全。最后，巷道設計時，需以堅固為首要原則，不同階段采用不同的支護方式，并引入永久支護手段，以確保巷道安全。

4.3 完善煤礦的管理策略

調查研究顯示，煤礦開采過程中，工作人員自身的疏忽是導致安全事故發生的重要原因。此外，煤企的管理不善也是發生安全事故的重要原因。煤礦開采時需要開采人員相互配合，關注巷道結構變化，且需要管理人員進行科學管理，做好設備和工具的管理。若管理者不善管理，將致使員工數據和工具數據丟失而影響煤礦安全。

4.4 加強工作人員的安全意識

煤礦安全事故的發生多與員工的不規范操作和安全意識淡薄有關，因此需加強員工安全意識。復雜地質環境中應用快速掘進技術，需告知相關人員注意事項，避免因行為不規范而引發安全事故。煤企管理者需做好安全知識方面的培訓工作，同時做好特定危險位置的人員防護工作[1]。

5 結語

地質情況復雜的煤礦開采中，快速掘進技術的引入易導致片幫問題。因此，本文提出了短掘短支策略，減少了空頂時間，增加了保障巷道安全的時間。此外，采取快速掘進技術需加強員工培訓工作，提高員工的安全意識和安全技術，以確保煤礦安全生產。

參考文獻：

[1]馬長樂，袁龍飛，張羽，等.大斷面煤巷快速掘進施工工藝[J].煤礦安全，2013（5）：98-100.