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1.礦井巷道掘進(jìn)施工概述

(1)掘進(jìn)施工的具體類型礦井巷道的掘進(jìn)施工主要可分為以下三種類型：第一，大斷面煤巷連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)方式。這是一種常見的巷道掘進(jìn)施工方式，主要分為連續(xù)型掘進(jìn)與間斷式掘進(jìn)兩種。其中，主要借助運(yùn)輸機(jī)、鏟車、運(yùn)煤車等設(shè)備進(jìn)行掘進(jìn)施工的是間斷式掘進(jìn)；綜合運(yùn)用鏟車、連續(xù)采煤機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)施工的是連續(xù)式掘進(jìn)。第二，綜合機(jī)械化掘進(jìn)方式。這種方式常被應(yīng)用于煤礦井下綜合掘進(jìn)施工當(dāng)中，需要供電設(shè)備、單體錨桿設(shè)備、掘進(jìn)機(jī)設(shè)備等綜合運(yùn)用。其中，掘進(jìn)機(jī)在掘進(jìn)工作中發(fā)揮主要作用的是核心設(shè)備。第三，掘錨一體化掘進(jìn)方式。這種方式具有配合度良好的優(yōu)勢，其掘進(jìn)效率較高，常被應(yīng)用于巷道掘進(jìn)施工當(dāng)中。其施工設(shè)備主要包括連續(xù)采煤機(jī)、懸臂式掘進(jìn)機(jī)等。(2)掘進(jìn)施工的影響因素巷道掘進(jìn)是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，影響其掘進(jìn)速度、掘進(jìn)效果的因素有很多，主要包括以下兩點(diǎn)：第一，掘進(jìn)施工區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造情況。掘進(jìn)施工區(qū)域的地質(zhì)條件良好，施工單位可采用較簡單的施工技術(shù)進(jìn)行掘進(jìn)，且不會面臨較多的危險因素；如果掘進(jìn)施工區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，則會使掘進(jìn)施工面臨較多的不穩(wěn)定因素，增加掘進(jìn)施工的難度，影響速度和掘進(jìn)質(zhì)量。影響掘進(jìn)施工進(jìn)程的地質(zhì)因素具體包括工作面煤巖的硬度、強(qiáng)度，工作面的圍巖發(fā)育情況，工作面的褶曲構(gòu)造，地下水的用水量、地下的瓦斯?jié)舛鹊鹊?。第二，掘進(jìn)施工所使用機(jī)械設(shè)備的先進(jìn)程度。使用自動化或半自動化的智能掘進(jìn)設(shè)備可以規(guī)避巷道掘進(jìn)中的危險因素，使掘進(jìn)施工效率提高；而使用技術(shù)落后的設(shè)備進(jìn)行掘進(jìn)施工會影響煤礦巷道的掘進(jìn)速度，使掘進(jìn)施工的綜合效益降低。同時，設(shè)備對掘進(jìn)工藝的影響也很大。使用落后的機(jī)械設(shè)備很難發(fā)揮先進(jìn)施工工藝的優(yōu)勢，造成技術(shù)、人員的浪費(fèi)，導(dǎo)致掘進(jìn)施工的效率緩慢。

2.礦井巷道掘進(jìn)施工技術(shù)要點(diǎn)

(1)巷道斷面設(shè)計要點(diǎn)巷道斷面設(shè)計時要考慮礦車彎道的實(shí)際運(yùn)行需求、人行的需求與巷道內(nèi)的實(shí)際風(fēng)速。一方面，要根據(jù)礦車彎道的實(shí)際使用需求確定巷道凈寬度，確保其內(nèi)外側(cè)的寬度比設(shè)計寬度寬0.2m，保證巷道兩端的寬超出實(shí)際計算寬度3.0m，滿足其運(yùn)輸需求。同時，要使巷道內(nèi)有1.6m高的人行道，滿足人的使用需求。設(shè)計人員可根據(jù)V=Q/Vmax計算風(fēng)速，用于完善巷道斷面設(shè)計內(nèi)容。其中，V表示風(fēng)速，其計算單位為m/s；Q表示風(fēng)量，其計算單位為Nm3/min；Vmax表示最高風(fēng)速，其計算單位為m/s。(2)鉆研爆破施工要點(diǎn)鉆研爆破具有一定的危險性，具體操作期間要考慮到炮眼的布設(shè)、炸藥的使用量、爆破角度等具體問題。在爆破施工期間，施工人員要注意以下幾點(diǎn)：①做好爆破施工的準(zhǔn)備管理，提前在工作面的中下部設(shè)計槽眼，先起爆擴(kuò)大自由面，為下一步的正常爆破做好準(zhǔn)備。②完成起爆操作后進(jìn)行打輔助眼操作，進(jìn)一步增大自由面，使爆破操作能正常進(jìn)行。③對頂眼、幫眼、底眼等周邊眼進(jìn)行爆破操作。④以設(shè)計要求為依據(jù)進(jìn)行起爆操作。嚴(yán)格控制每平方米所需的炸藥量，使炸藥的消耗量科學(xué)合理。同時，要明確炸藥的埋置深度，將其控制在0.8-2m以內(nèi)。(3)巖煤巷施工要點(diǎn)巖煤巷施工是巷道掘進(jìn)施工的主要施工環(huán)節(jié)之一，施工人員應(yīng)按照具體的步驟進(jìn)行施工操作。第一，使用空壓機(jī)、噴射機(jī)急性噴射混凝土施工。以先基礎(chǔ)、后側(cè)幫的順序?qū)ζ溥M(jìn)行操作，使噴嘴處距離保持在1.0m，且維持垂直狀態(tài)，同時使空壓機(jī)和噴射機(jī)的壓力維持在0.5MPa。分層噴射操作時，需要將其厚度維持在50mm左右；安裝操作過程中，需使地、梁兩端保持穩(wěn)定，并對其進(jìn)行固定處理；在通風(fēng)操作過程中，施工人員應(yīng)嚴(yán)格控制通風(fēng)機(jī)吊掛的高度，使其與地面相距0.3m；在除塵操作過程中，施工人員應(yīng)對巷道內(nèi)部進(jìn)行霧化處理，同時安裝瓦斯傳感器，在灰塵厚度不高于2mm的狀態(tài)下進(jìn)行掘進(jìn)施工。(4)巷道支護(hù)施工要點(diǎn)巷道支護(hù)施工是巷道掘進(jìn)工程的關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，對保證掘進(jìn)施工安全有著重要意義。巷道支護(hù)施工要點(diǎn)有很多，在這里對幾個具體施工要點(diǎn)展開分析：第一，支護(hù)參數(shù)應(yīng)以巷道掘進(jìn)施工的具體情況為參考，選擇合適的支護(hù)施工方法。同時，要做好掘進(jìn)斷面寬度的設(shè)計，以免寬度不夠造成巷道壓力過大，使巷道內(nèi)的危險系數(shù)增加。第二，合理設(shè)計吊環(huán)支護(hù)，保證其固定點(diǎn)在2個以上，且其迎頭、超前支護(hù)端面相距不超過0.3m，確保吊環(huán)支護(hù)的穩(wěn)定性。第三，如果使用混凝土支護(hù)方式，需做好施工設(shè)計。采集精確數(shù)據(jù)，并按照具體的計算公式計算出混凝土噴射厚度，使混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)符合巷道永久性支護(hù)的使用標(biāo)準(zhǔn)。

3.煤礦巷道掘進(jìn)施工及頂板支護(hù)技術(shù)

(1)錨桿支護(hù)方法錨桿支護(hù)方法是形式構(gòu)造施工方式的一種，其應(yīng)用范圍廣、效率高的支護(hù)方法。支護(hù)錨桿主要由鋼帶、托盤、錨桿體、網(wǎng)等構(gòu)件構(gòu)成，具有良好的抗拉性能與抗剪性能。巷道表面受外界壓力影響，或與巷道的巖體接觸時，錨桿的金屬托盤可以有效解決圍堰脫離層面的問題，使圍堰節(jié)理裂縫舒張和圍堰節(jié)理結(jié)構(gòu)面的滑動情況受到有效控制，減少內(nèi)部的安全隱患。此外，錨桿支護(hù)方法具有改善巷道結(jié)構(gòu)的應(yīng)用優(yōu)勢，其支護(hù)面與巷道表面相連接，可以解決圍堰中落石散落的問題，提升支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性。由于錨桿支護(hù)方法操作簡單、施工快捷，這種方法受到了施工人員的喜愛，經(jīng)常被應(yīng)用于煤礦快速掘進(jìn)施工當(dāng)中，為提升工作效率、優(yōu)化施工監(jiān)督管理措施奠定了管理基礎(chǔ)。(2)錨噴支護(hù)方法錨噴式支護(hù)方法是一種常見的支護(hù)方法之一，其主要依靠可縮性支架對結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐。這種方法在應(yīng)用過程中要考慮到支架的承重范圍和支架的變形問題。一旦被支護(hù)結(jié)構(gòu)的力超出了可縮性支架的極限承受能力，很可能會為整個支護(hù)結(jié)構(gòu)帶來安全問題。施工人員在使用錨噴支護(hù)方法時要考慮以上集中問題，明確支架能夠承受的力度，并按照精確的數(shù)據(jù)進(jìn)行施工。錨噴式支護(hù)方法的應(yīng)用效果受連接件的工作狀態(tài)、支架的整體構(gòu)造情況的影響。在使用這種方法進(jìn)行施工時必須要時時刻刻注意其具體情況，以免其支護(hù)結(jié)構(gòu)在使用過程中發(fā)生細(xì)微變化影響整個工程的支護(hù)效果。(3)預(yù)留柱支護(hù)方法預(yù)留柱支護(hù)方法是一種較為傳統(tǒng)的支護(hù)手段，其支護(hù)施工的流程區(qū)域完善，相關(guān)施工管理措施也比較健全。很多支護(hù)的施工單位對預(yù)留柱支護(hù)方法較熟悉，在施工期間遇到的阻力較少。這種方法的原理如下：某一區(qū)間內(nèi)的上下區(qū)段存在一定的寬度和空隙，空隙的存在使整個面積所承受的壓力被錯開，使得單位面積承受的壓力荷載減少。預(yù)留柱支護(hù)方法的操作方法便捷，但卻能夠滿足施工人員對頂板支護(hù)的一般要求。但是這種方法也存在一定的缺陷，比如施工成本較高、后期維護(hù)難度較大等等。在條件允許的情況下，施工單位可使用其他支護(hù)方法代替預(yù)留柱支護(hù)方法，或?qū)⑵渌椒ㄅc預(yù)留柱支護(hù)方法結(jié)合使用，以此來彌補(bǔ)該方法的應(yīng)用不足。

4.優(yōu)化煤礦巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)使用效果的具體策略

(1)重視地質(zhì)勘探管理，提升掘進(jìn)施工安全性地質(zhì)因素對巷道掘進(jìn)施工、巷道支護(hù)施工有著直接影響?？紤]到地下水文情況、工作面的褶曲構(gòu)造、地下瓦斯含量及濃度對掘進(jìn)施工、支護(hù)施工的不利影響，施工單位需在正式施工前做好施工區(qū)域的地質(zhì)勘察管理。施工單位應(yīng)組建或聘用專業(yè)的地質(zhì)勘探工程隊，要求工程隊人員使用科學(xué)的勘探技術(shù)、正確的勘探方法對當(dāng)?shù)氐膶拸V地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行勘察，獲得可參考性強(qiáng)的勘察數(shù)據(jù)，幫助掘進(jìn)、支護(hù)施工隊伍全面掌握地下信息。結(jié)合我國當(dāng)下地質(zhì)勘探技術(shù)發(fā)展情況，將三維地震綜合勘探技術(shù)應(yīng)用到煤礦巷道的地下勘探工作中很有必要。具體勘探操作時需要注意以下問題：①以煤礦企業(yè)的實(shí)際發(fā)展需求設(shè)計勘探方案，以免勘探結(jié)果不符合應(yīng)用需求，造成無用勘探。嚴(yán)格根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)劃、實(shí)際發(fā)展情況進(jìn)行三維勘探，了解無煤區(qū)、落差斷層、陷落柱等部位的實(shí)際情況。②確定勘探技術(shù)的使用主次順序，以免各種勘探技術(shù)同時使用影響勘探效果。比如，將地質(zhì)鉆探技術(shù)作為主要的勘探技術(shù)，將其應(yīng)用到勘探煤儲量、勘察煤層情況等工作當(dāng)中，使用其他勘探方法對地質(zhì)勘探技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)充，使勘探數(shù)據(jù)更為全面。(2)做好前期管理工作，保證施工高效進(jìn)行當(dāng)下巷道掘進(jìn)支護(hù)工作效率低，一部分原因在于煤礦企業(yè)對施工前準(zhǔn)備管理工作不重視，未及時引進(jìn)新的施工技術(shù)、施工工藝以及先進(jìn)的施工設(shè)備，沒有認(rèn)識到先進(jìn)的施工工藝、設(shè)備對巷道掘進(jìn)施工順利進(jìn)行的重要性。為充分發(fā)揮巷道掘進(jìn)、支護(hù)技術(shù)的優(yōu)勢，減少施工人員的工作量、加快掘進(jìn)、支護(hù)施工的速度，煤礦企業(yè)應(yīng)提升施工組織管理工作效率，為機(jī)械化施工、自動化施工做好準(zhǔn)備。一方面，要提前做好頂板垮落等危險事故的應(yīng)急預(yù)案，降低此類問題的影響；要完善巷道掘進(jìn)、支護(hù)施工的具體管理策略，使施工人員明確巷道支護(hù)施工的具體規(guī)格、具體操作程序以及安全操作管理事項(xiàng)，以制度、規(guī)范約束其不安全行為，減少掘進(jìn)施工、支護(hù)施工的危險因素。另一方面，要改變傳統(tǒng)的、不科學(xué)的管理模式，將現(xiàn)代化的施工管理方法應(yīng)用到煤礦巷道的掘進(jìn)、支護(hù)施工當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)動態(tài)化、全面化的施工管理。加強(qiáng)對各個施工細(xì)節(jié)的監(jiān)督，嚴(yán)格按照施工技術(shù)管理、施工質(zhì)量管理、施工安全管理的具體要求對其進(jìn)行綜合管理，使施工人員使用規(guī)范化的操作手段進(jìn)行施工。(3)提高安全支護(hù)意識，奠定技術(shù)優(yōu)化基礎(chǔ)巷道掘進(jìn)是一門危險性較高的工作，只有提升煤炭企業(yè)管理人員的安全責(zé)任意識、提升施工人員的自我安全防護(hù)意識，才能夠推進(jìn)巷道施工的安全管理，使煤炭企業(yè)自上而下形成良好的安全管理氛圍。第一，要重視對巷道掘進(jìn)施工的安全管理，制定明確的安全操作、安全施工規(guī)范，使管理人員能夠嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)開展管理工作，糾正施工人員的錯誤操作習(xí)慣，降低誤操作風(fēng)險。第二，重視安全管理的宣傳教育工作。在施工區(qū)域的醒目處拉橫幅、張貼大字報，使現(xiàn)場人員能夠時時刻刻以“安全施工、安全掘進(jìn)”進(jìn)行自我規(guī)范。同時，煤炭企業(yè)也要做好安全教育管理，定期組織現(xiàn)場施工安全報告會議，重點(diǎn)討論施工期間可能存在的安全隱患及相關(guān)對策，使參會人員都能夠?qū)W會安全操作行為。第三，落實(shí)安全管理考核制度。將管理人員、現(xiàn)場施工人員的工資、績效、獎金與安全考核機(jī)制聯(lián)系起來，使現(xiàn)場人員重視巷道掘進(jìn)的施工安全管理。(4)做好巷道力學(xué)測試，消除支護(hù)安全隱患巷道支護(hù)施工材料、巷道支護(hù)施工方法的選擇需要以巷道圍巖力學(xué)測試的參數(shù)為依據(jù)，因此，做好巷道的力學(xué)測試是非常有必要的。施工單位應(yīng)使用科學(xué)的力學(xué)測試技術(shù)對其進(jìn)行煤礦井下巖體的地質(zhì)測試管理，通過使用專業(yè)的圍巖測試輔助工具、專業(yè)的巷道力學(xué)分析系統(tǒng)對其具體參數(shù)進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果選擇合適的支護(hù)材料與支護(hù)施工技術(shù)。根據(jù)測試結(jié)果施工人員能夠得知巖體結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，比如是否存在破碎、結(jié)構(gòu)不完整等等，并根據(jù)數(shù)據(jù)反饋內(nèi)容選擇錨桿支護(hù)技術(shù)、棚式支護(hù)技術(shù)或聯(lián)合支護(hù)技術(shù)，提升支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減少支護(hù)施工的安全隱患。(5)引入先進(jìn)施工技術(shù)，提升支護(hù)施工效率傳統(tǒng)的巷道掘進(jìn)技術(shù)施工效率低，且施工安全存在不足。煤炭企業(yè)應(yīng)重視技術(shù)創(chuàng)新管理，積極引進(jìn)并應(yīng)用先進(jìn)的施工技術(shù)，從根本上提升巷道掘進(jìn)施工的效率。一方面，要追加對引進(jìn)技術(shù)、購買設(shè)備、吸引人才的資金投入力度，為技術(shù)的創(chuàng)新夯實(shí)基礎(chǔ)。另一方面，要重視對相關(guān)設(shè)備的養(yǎng)護(hù)與維修管理，使先進(jìn)的儀器設(shè)備能夠始終保持高效狀態(tài)。在購買巷道支護(hù)設(shè)備時，采購人員要考慮到設(shè)備的穩(wěn)定性和抗壓性，并嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與要求采買支護(hù)工具，使材料的規(guī)格、大小、數(shù)量滿足安全施工的要求。(6)健全支護(hù)施工體系，提升支護(hù)施工質(zhì)量健全的支護(hù)施工體系是保障巷道安全掘進(jìn)施工的基礎(chǔ)。煤炭企業(yè)要從整體層面出發(fā)，認(rèn)真分析當(dāng)下施工中存在的安全隱患，并制定針對性的管理方案，使施工體系健全。第一，做好施工區(qū)域的現(xiàn)場勘察，明確施工現(xiàn)場的地形地貌、地理環(huán)境，獲得完善的礦壓、圍巖環(huán)境材料。第二，根據(jù)巷道的使用需求、實(shí)際情況設(shè)計施工方案和技術(shù)圖紙，提前選擇相應(yīng)的支護(hù)技術(shù)。第三，落實(shí)事中管理規(guī)定，嚴(yán)格管理施工人員的操作，制定問題預(yù)防預(yù)案，推進(jìn)巷道掘進(jìn)施工的正常進(jìn)行。(7)完善施工管理機(jī)制，規(guī)范掘進(jìn)支護(hù)操作煤礦巷道掘進(jìn)與支護(hù)施工的具體操作流程復(fù)雜，且涉及到的操作項(xiàng)目較多，不注重細(xì)節(jié)管理很容易為工程的施工埋下質(zhì)量隱患與安全隱患，影響整個掘進(jìn)、支護(hù)工程的施工效率。煤礦企業(yè)應(yīng)從整體出發(fā)，對施工流程進(jìn)行全面性的管理與規(guī)劃，使掘進(jìn)施工能夠在規(guī)范的指導(dǎo)下安全、穩(wěn)定進(jìn)行。第一，搭建精細(xì)化的管理框架，完善掘進(jìn)施工、支護(hù)施工的具體施工規(guī)劃，使每項(xiàng)施工環(huán)節(jié)有具體的管理標(biāo)準(zhǔn)。第二，細(xì)化各施工環(huán)節(jié)施工問題的監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)與管理方法，使施工人員能夠嚴(yán)格按照具體標(biāo)準(zhǔn)衡量施工內(nèi)容；一旦發(fā)生施工問題，施工人員可按照具體的事故處理方法對其進(jìn)行處理，進(jìn)一步控制事故的不利影響。第三，完善施工現(xiàn)場的獎懲機(jī)制，對于嚴(yán)格按照操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工操作、嚴(yán)格遵循考勤制度上下工的施工人員予以獎勵，使其能夠以較飽滿的情緒參與掘進(jìn)、支護(hù)施工；對于消極怠工、偷工減料的施工人員加以懲罰，使其能夠端正工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)對待巷道掘進(jìn)、支護(hù)施工，為規(guī)范化施工流程奠定基礎(chǔ)。第四，健全掘進(jìn)、支護(hù)施工監(jiān)理機(jī)制，由專門的監(jiān)督人員按照施工方案、施工設(shè)計對具體施工操作進(jìn)行管理，及時發(fā)現(xiàn)施工中出現(xiàn)的問題，及時加以調(diào)整。

5.結(jié)束語

提高煤礦施工作業(yè)的現(xiàn)場安全性，減低事故發(fā)生率，是當(dāng)前政府及企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注問題。而針對頂板結(jié)構(gòu)雖具有一定的不可預(yù)測性，但仍可通過當(dāng)前先進(jìn)的監(jiān)測設(shè)備及完善的管理制度來規(guī)避或降低頂板坍塌事故的發(fā)生，設(shè)計人員按相關(guān)規(guī)范，科學(xué)的對頂板支護(hù)進(jìn)行可靠的設(shè)計分析，操作人員嚴(yán)格按照相應(yīng)的操作流程及注意事項(xiàng)進(jìn)行操作，企業(yè)定期對人員進(jìn)行相關(guān)知識的培訓(xùn)及技術(shù)指導(dǎo)，維修作業(yè)人員定期對頂板支護(hù)設(shè)備進(jìn)行檢查維護(hù)，發(fā)生問題及時處理，則可有效降低或預(yù)防頂板的冒頂及坍塌事故發(fā)生，保障人員的生命安全，提供煤礦的開采量及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

【參考文獻(xiàn)】

[1]梁兆明.高陽煤礦特厚煤層巷道支護(hù)研究[J].機(jī)械管理開發(fā),2019,34(02):174-176.

[2]牛云飛.煤礦井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)研究[J].機(jī)械管理開發(fā),2019,34(02):193-194+236.

[3]鄭發(fā)強(qiáng).不同厚度夾矸復(fù)雜頂板支護(hù)設(shè)計探討[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì),2019(04):110-111.

[4]董杰.回采巷道復(fù)合頂板支護(hù)技術(shù)應(yīng)用研究[J].水力采煤與管道運(yùn)輸,2019(01):21-23.

[5]強(qiáng)俊林.煤礦井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)[J].能源與節(jié)能,2019(02):159-160+175.

作者：徐祥 單位：晉能控股煤業(yè)塔山礦業(yè)