冯宝
中煤新集能源股份有限公司
摘 要： 煤巷快速掘进是一个复杂的系统工程，各个环节的安全高效快速都对掘进速度起着至关重要的作用，目前悬臂式掘进机配套锚杆钻机的掘进工艺机械化程度不高，速度不能发生质的飞跃，但是局部细节的改造可以起到显著效果。巷道断面设计、掘进机的局部改造、支护钻架、掘锚护一体机、临时支护挑架都是可以提高掘进速度的方式，科研人员应积极尝试新的想法、新的思路，为快速掘进事业开辟新的路径，任重而道远。
关键词：煤巷;快速掘进;超前临时支护
1 引言
据统计，我国煤巷、半煤煤巷、煤巷的掘进量超过15000km/a，掘进速度和支护质量的要求越来越高。巷道掘进速度的快慢是煤矿实现矿井安全、高产、高效的关键环节，大多数煤矿存在采掘比例失调问题，为缓解巷道掘进引起的回采工作面接续紧张问题，新工艺、新技术、新装备不断涌现。机械化、自动化装备应用于主巷道掘进中的掘、支、运等工序中，掘、支、运三位一体、平行作业是未来巷道掘进技术与装备的发展趋势。
2 煤巷快速掘进的影响因素
2.1 煤巷巷道的地质条件
对煤巷进行掘进的时候，巷道条件是对其产生影响的最大因素。如若巷道岩层的硬度过高，便会造成其掘进作业难度更大，且在不断掘进当中会对器械产生比较大的磨损，进而对煤巷快速掘进的效率产生重要影响。除此之外，岩层的实际渗水情况与瓦斯等，都是巷道的实际地质条件。
2.2 掘进设备的技术性能
掘进设备的技术性能是对掘进速度产生影响的主要原因，现阶段，我国的快速掘进设备和发达国家进行对比依然存在差距，这对快速掘进的速度产生巨大影响，特别是对于重型悬臂式掘进机的研究与开发上，我国依然缺少独立技术，这是当前我国掘进设备的不足所在。
2.3 掘进支护的施工工艺
现阶段的煤巷快速掘进中，许多作业都是在支护工艺的基础上，进而对掘进机的效率产生了制约。现阶段，我国最为明显的问题主要是支护作业存在一定的滞后性，例如，对锚杆进行打眼的时候发生跑偏的现象，且对锚杆进行排列方面也是根据经验，造成支护速度没有办法跟上掘进作业的速度。
3突出煤层快速掘进技术措施
3.1煤巷掘进工作面改用“小循环、巷帮截流抽放、本煤层抽放钻孔布置在钻场内”的防突措施。
（1）把2个煤巷掘进工作面主巷排放钻孔控制前方30m，掘进25m，改为每个循环控制前方15m，掘进9m，后又调整为每个循环控制前方11m，掘进5m。此举不仅增加了防突效果，而且降低了打钻难度，提高了打钻速度。解决了打30m钻孔时的“喷孔、卡钻、打钻速度慢”的老大难问题。
（2）煤巷两帮每20m交替掘一个巷帮抽放钻场，打钻孔9个，控制前方50m、巷帮8m，与工作面前方的21个排放钻孔共同完成消突任务。掘巷帮钻场时，由于已经进行了巷帮抽放消突措施，将过去“钻场先打21个排放钻孔再掘进3m钻场”，改为“先进行预测，指标不超时，可掘进3m钻场”。每个钻场可减少钻孔量186m，节省费用9 300元。③做好本煤层抽放工作，优化设计，消除抽放空白带，在工作面侧原掘的、间隔40m的钻场之间补掘一钻场，在每个巷帮钻场内施工 91mm本煤层抽放钻孔14个。做到本煤层抽放紧跟掘进工作面，12011工作面切眼设计130m，抽放钻孔可打到70m。轨道巷、胶带巷钻孔可以交叉10m，解决了抽放钻孔深度不够、留有空白带的问题，解决了本煤层抽放的难点。
3.2更换钻机、改进钻孔施工工艺，协调各个工序的施工紧凑性。在煤巷的掘进过程中，防突措施的执行与生产掘进存在一定矛盾，防突措施是影响生产时间的主要因素。在严格执行防突措施的同时，积极改进和减少防突环节对生产的影响，为掘进创造有利条件。
（1）更换钻具，提高打钻速度。对主巷21个排放钻孔，由原来使用的液压钻机，改为轻便的风动钻机，减小了移钻和稳钻的难度。由原来的一个循环需要2个班打钻，减少为1个班，后又改进为同时上2部风钻，打钻时间缩短为5h。
（2）细化管理，加强调度，协调生产与防突的关系。通过下发《12011煤巷掘进会战管理办法》，对每个生产程序进行严格控制。结合每个工序的实际工作时间，对12011煤巷掘进防突正规循环作业全过程进行量化：主巷打21个排放钻孔（11m）6h，效果检验2h，每5m的掘进时间为24h，每个环节完成后签字交给下一个环节，并通知调度室做好记录，同时奖罚严明。施工到钻场位置时，必须先掘进钻场，在钻场打抽放钻孔的同时，主巷按正规防突循环施工，在钻场内9个钻孔完成之前，主巷施工至钻场中线前10m处。抽放钻孔每班必须完成100m（若出现瓦斯异常影响施工，须由防突科现场监督人员提供证明）。调度室进行专项调度，协调抽放队、掘进队、防突科等实现零时间交接、双汇报，从而保证了施工的紧凑性和工作的连续性。
4 临时支护技术
目前，超前临时支护主要有3种形式：①前探梁、带帽点柱临时支护;②机载临时支架支护;③自移式迈步支架支护。
4.1 简易临时支护
对于国内煤矿锚网索支护巷道一般采用带帽（或木板）加木点柱或液压单体柱，支撑在顶部下方作为临时支护。架棚支护一般采用前探梁作为超前临时支护，前探梁一般为工字钢或π梁或钢管，并用圆钢挂钩固定，每根前探梁悬挂点一般为3处，再用木楔楔实吃劲。这种简易的超前临时支护方式对顶板支撑力很小，顶板适应性也不好，支护面积小，工序均为手工操作，劳动强度大，费时费力，支护速度很慢导致顶板空顶时间长，对顶板初期位移抑制效果很小，容易发生冒顶片帮事故，安全性差，不能满足掘进机快速掘进的要求，加剧采掘失调的被动局面。
4.2 各种机载临时支架支护
以悬臂掘进机为平台，加设支架。机载支架虽然在支护速度上相对前探梁快，但还存在缺陷：①掘进机截割和移动时不能使用支护机构对顶板进行支护，顶板在掘进阶段还会出现空顶的时段;②机载支架护顶时，截割头和截割臂影响钻孔注锚杆作业，占据大量作业空间，对施工极为不便，导致支护时间加长;③护顶范围非常有限，对破碎顶板的支护效果微小;④对巷道片帮没有临时支护，容易发生片帮塌落，存在安全隐患，一定程度上影响掘进速度。
4.3 自移式迈步支架支护
自移式迈步支架虽然实现了液压系统自动移动前进，降低了人工劳动强度，实现了临时支护的机械自动化，也不影响巷道掘进的平行作业，在部分地质情况好的巷道取得了一定的效果，但是支架设计过于复杂，体型笨重庞大，巷道断面适应性不强。空间有限情况下自移不方便，有时成为影响掘进速度的重要障碍，对煤层起伏较大的巷道顶板适应性较差，发生局部冒落，支架移动困难。支架也没有设置护帮机构，对巷道两帮变形不能及时支护。这些都成为影响煤巷道快速掘进的潜在因素，一旦发生故障对掘进速度产生严重影响。
5 结束语
随着经济的发展，煤炭资源需求量越来越多。在煤矿生产中巷道掘进是很重要的环节，“采掘并重，掘进先行”，巷道的快速掘进是保证矿井高产稳产的关键。掘进技术及其装备水平直接关系到煤矿生产的能力和安全。以悬臂式掘进机为主体的高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件。近年以来，随着能源结构与增长方式调整，煤炭产能严重过剩，煤炭经济运行形势日趋严峻，采掘失调、煤巷掘进速度偏低的突出问题愈加严重，矿井开采准备周期长，时间和经济成本高。为实现煤炭企业安全高效生产和低成本运行，因此，突破煤矿巷道快速掘进及超前临时支护技术成为关键性问题。
参考文献：
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