提高半煤岩巷快速掘进的施工方法
王富寿
摘 要：本文针对嘉阳集团公司矿井掘进单进的现状，对半煤岩巷掘进方法进行了较为详细的对比、分析，进而提出了提高半煤岩巷掘进单进的途径及相关建议，将对提高掘进单进具有一定的参考价值和意义。
关键词：提高掘进单进途径；半煤岩巷；煤矿生产
掘进在煤矿生产中起着先行的作用。嘉阳集团公司的半煤岩巷掘进目前采用传统的钻爆法施工，人工打眼放炮，耙砂机装矸，绞车运输，机械化程度较低，排矸时间长，进而导致掘进的单进相对较低。企业要“做大、做强、做优”，煤炭生产主业要实现可持续发展，必须通过走内涵式的发展道路扩大再生产。矿井的生产规模不断扩大，煤炭產量大幅度增长，巷道掘进进尺的量也相应大大提高。而事实上我公司煤炭产量的大幅度增长，采面推进速度加快，巷道掘进单进相对较低，半煤岩巷掘进进尺相应欠帐，因而造成采掘部署和采面接替相对紧张。在公司提高采煤装备，上综采后，采面接替会更紧张。半煤岩巷掘进已严重制约矿井可持续稳定发展。
一、掘进单进的现状
嘉阳集团公司近几年半煤岩巷掘进单进（架棚）的月均统计数字，见下表：
从上表看，我公司半煤岩巷掘进整体水平与外单位130米/月相比是较高的。但在我公司，从02到04年半煤岩巷掘进单进提高了30米，随后有所下降，基本稳定在165米/月的水平，掘进进尺在现炮掘、绞车运输的基础上提高的空间不大了。
二、半煤岩巷掘进单进低的原因分析
煤矿生产，半煤岩巷掘进先行。半煤岩巷掘进在煤矿生产中起着至关重要的作用，是矿井实现半煤岩巷掘进超前，确保矿井生产后劲的根本。半煤岩巷掘进单进低严重制约半煤岩巷掘进进尺的提高，半煤岩巷掘进单进低的原因是多方面的。根据我公司的实际情况，主要原因在于：
1、施工环节复杂，运输距离长，运输工作量大，安全性差。
在我公司半煤岩巷掘进中，施工环节多，长期采用JD-11.4型绞车运输，JD-11.4型绞车钢绳长度最长为300米，JD-11.4型绞车运行300米需时12-15分钟，排矸需多次转运。长度为850米的巷道共需绞车4台（上山巷道还要多一台倒拉绞车），从以前的实际施工情况测算，正常情况下（运输队供车正常，巷道内每个车场均有座底车），循环进度1.5m，仅排矸时间就需2个多小时（如果供车不正常，掉车，排矸时间更长）。随着巷道不断向前延伸，运输路线更长，排矸时间将更久。
在掘进生产中，绞车运输事故占掘进安全事故的80%多，钢绳在巷道内易磨损、易断绳，造成跑车事故，还易发生超挂车、不按章操作的违章行为。绞车运输安全性差。
2、配员不足，新工人多，技术素质不高，操作技术不熟练。
嘉阳集团公司由于多年未招工，近年由于老工人到年龄退休的多，加上矿井产能扩大，劳动力不足。公司在99年到2005年的几年间招收了1千多的采掘合同工，所招的采掘工大部分文化素质低，接受能力差，再加上部分人不愿学，造成多数人技术素质不高，操作技术不熟练。有的干了几年掘进，却一直在后面搞运输，碛头打眼、放炮的一概不会。公司近几年虽然招了1千多人，但各采掘队仍然配员不足，像掘进一、二队都还差10多人的配员。
3、矿井地质条件较差。
天锡矿井开采的煤层为极薄煤层，只有0.9米厚，小断层多，顶板的小滑面构造发育，易垮落，沿煤层掘进煤层起伏较大。
4、沿袭传统，推广应用先进技术不积极，施工机具陈旧，故障多。
公司半煤岩巷掘进长期采用钻爆法，架棚支护，绞车运输，煤电钻打眼，耙砂机装砂。所用机具打眼、排矸速度慢，易出故障；架棚支护支护速度慢，放炮易打垮棚，安全隐患大。07年公司才开始在半煤岩巷推广使用锚网支护。
三、提高半煤岩巷掘进单进途径
针对矿井半煤岩巷掘进单进低，采面接替紧张的矛盾，结合天锡井实际，对提高半煤岩巷掘进单进进行了多方探索，制定切实可行的方案，提出半煤岩巷掘进炮掘单进240米/月，综掘350米/月的目标，通过以下途径是可以实现的。
1、用风钻打眼、锚网支护
碛头采用7655型风钻打眼，解决了半煤岩巷在遇砂岩时用煤电钻打不动眼的情况，提高了打眼速度，节约了打眼时间。采用锚网支护，支护效果好，减轻了工人劳动强度，减少了巷道内的材料数量，不再出现架棚巷道柱子、工钢、半圆木需要大量场地堆放的现象。采用锚网支护，还可实行支护和出矸平行作业，节约了作业时间，提高工时利用率。
2、采用皮带连续化运输，简化运输环节
运输是制约掘进进尺提高的瓶颈，解决运输环节上存在的问题，可大幅提高掘进单进。2007年6月中旬，在3116机道炮掘中使用锚网支护，为简化运输环节，在3116机道安装皮带和转载溜子，煤（矸）进入3116机道煤仓，在260南运输大巷用矿车装载出井，为提高半煤岩巷掘进单进创造条件。下表是3116机道在采用皮带连续化运输，31161风巷和31162风巷采用绞车运输，掘进情况的比较表。
3116机道在边学边干，不断摸索经验的情况下，掘进882.4米用时4个月，月最高进尺248米，月均220.6米。通过3116机道和31161、31162风巷掘进情况的比较，采用皮带连续化运输，月均进尺提高在40米左右。采用皮带连续化运输后，极大地简化了运输环节，缩短了排矸时间，提高排矸速度，为提高掘进单进创造了良好条件，大大提高了掘进单进。在3116机道掘进施工过程中，对放炮后崩落的煤及矸石实行分装分运，保证了工程煤的回收。
采用皮带连续化运输，避免了多台绞车运输配员多的情况，可减少班组配员，节约了劳动力资源。采用皮带连续化运输，安全上消除了绞车运输带来的安全隐患，增加了安全性，这一点从07年7-9月的统计数字上得出结论。见下表。
3、应用综合机械化半煤岩巷掘进技术，提高半煤岩巷掘进机械化程度。
嘉阳在半煤岩巷道掘进施工中，一直采用传统的钻爆法半煤岩巷掘进施工，因此对半煤岩巷道掘进进度、工程质量、支护效果以及掘进工效、成本等，都有较大影响。采用钻爆法掘进施工，半煤岩巷道掘进单进平均165米/月，掘进单进相对低。由于受爆破施工影响，巷道断面规格尺寸与施工设计图相比，经常出现超挖和欠挖现象，影响巷道工程质量。爆破对巷道围岩的震动、撕裂和破坏，不利于巷道的维护，影响支护效果。因此，改变掘进施工工艺，实现半煤岩巷掘进破、装、运机械化、连续化是改变半煤岩巷掘进施工现状的根本途径。
根据EBZ100Z、EBZ135综掘机技术参数和半煤岩巷掘进施工情况，将综掘机应用于31131、31132風巷和3113机道掘进施工中，通过采取优化施工设计，为半煤岩巷使用综掘机提供技术保障；加强岗前操作技能培训；加强支护和技术管理；优化劳动组合及作业方式等措施，取得了较好的应用效果。
A、进尺
在煤层赋存相对稳定的区域，应用综合机械化掘进技术，半煤岩巷掘进单进较高。31131风巷全长1646米，在2008年4月6日开工，11月20日完工，月均235米，月进尺最高达到330米，其中，最高班进尺达到7米/班，最高日进尺12.7米/天。31131风巷用综掘机掘进，在技术不熟练等多方不利因素下，用时7个多月完成了1646米，而采用普通钻爆法施工最少也得用时10个多月，采用综掘比采用普通钻爆法施工节约最少3个月工期。3113机道全长1656米，在2009年2月初开工，7月7日完工，月均340米，月进尺最高达420米，最高班进尺10米，
B、工效和配员人数
据统计，综掘机在31131风巷掘进中，因设备故障影响，在生产不正常的情况下，平均工效也为0.43米/工。而断面稍小的32052风巷（同为半煤岩巷），采用普通钻爆法掘进，平均工效为0.245米/工。综掘机掘进平均工效比炮掘提高了43%。
31131风巷全长1646米，综掘机掘进，采用皮带连续化运输，每班配员9人，出勤为综掘司机2人，支护3人，皮带司机2人，放砂工1人，共8人。随着巷道的延伸，使用两台皮带，不需增加配员就可完成掘进任务。31131风巷如果采用炮掘、绞车运输，前600米需绞车4台，配员11人，出勤为材料道绞车3人，300米绞车2人，碛头下放绞车、倒拉绞车2人，耙砂机司机2人，共9人。碛头在打眼、支护时全班人员都到碛头工作。随着巷道的延伸，31131风巷1646米，300米一台绞车，需绞车6台，加材料道绞车，整条运输线共7台绞车，每班最少出勤人数为16人，配员增加为20人。运输线的增长，排矸时间增加，每班时间只能完成一个循环，工效约为0.1米。
C、劳动强度低，安全效果好
采用综合机械化掘进，减少了运输环节和多台绞车提升的工作量，大大降低了员工的劳动强度，从根本上消除了提升运输的安全隐患，改变了安全生产环境。从我公司掘进环境来说，支护方式和顶板管理是先进的，安全性好，最大的安全威胁来自绞车运输。从近几年掘进安全生产事故统计来看，80%是运输事故（08年掘进一队所发生的9起安全违章全是绞车运输事故）。而从08年4月31131风巷开始综掘起，到09年7月3113机道完工，碛头无一员工受伤，无运输事故，实现了安全生产。
D、工程质量、支护效果
采用综掘机掘进施工，通过划线掘进，保证了巷道成型，避免了超挖和欠挖的现象。31131风巷、31132风巷、3113机道每月的安全质量标准化验收来看，均达到优良级。
采用综掘机掘进施工，减少了炸药爆破对围岩的震动、撕裂和破坏，利于半煤岩巷掘进施工顶板管理和巷道支护管理。
4、合理组织，加强技术培训，强化施工现场管理，为提高半煤岩巷掘进单进创造良好条件
合理进行劳动组织，加强职工的技术培训，提高职工的操作能力是提高掘进进尺的有力保证。在施工现场管理方面，狠抓施工环节管理，减少施工环节不畅对提高半煤岩巷掘进单进的影响。
一是搞好劳动组织管理，定期对职工进行技术培训，提高职工的实际操作能力，增强职工的安全意识水平。
二是加强通风管理，通风及监测设备严格按“掘进系列标准化”要求进行装备，因此选择2×15KW大功率对旋局扇、直径800mm胶质风筒对碛头供风，缩短放炮后吹散炮烟和降低瓦斯浓度（低于1%）的时间，并在综掘碛头安装除尘风机和采用气喷雾降尘，极大改善了通风效果。
三是加强机械及电气设备的预防性检修工作，精检修、勤维护，保证维修质量。
四是搞好运输后勤保障，确保运输车辆的供应。
四、结论和建议
提高半煤岩巷掘进单进，是客观条件对我们的要求，是矿井综合管理水平的集中体现。以上提高半煤岩巷掘进单进的途径，经在公司天锡井260水平半煤岩巷掘进中实践证明是可行的。
1、采用锚网支护，溜子和皮带连续运输，在3114机道月均进尺222米，单月最高252米，掘进班组配员固定在34人，随着巷道的延伸，不需增加配员。
2、综合机械化掘进技术在31131风巷月均进尺235米，单月最高330米；3113机道月均340米，单月最高420米。通过今后的不断实践，操作技术的提高，月进尺是能稳定到350米以上的。
因此，采用锚网支护、皮带连续化运输，简化运输环节，是提高半煤岩巷掘进单进的有效方法。采用锚网支护，在采煤工作面机采时在机道和以后不用的风巷侧不开切口，可减少打印子人数18人，巷道回收人数也相应减少。应用综合机械化掘进技术，提高半煤岩巷掘进机械化程度，是提高半煤岩巷掘进单进的发展方向。提高掘进机械化水平，可减少现有掘进头数，半煤岩巷掘进6000米两个综掘头就可完成。掘进综掘，机、风巷长度可加长，减少采煤工作面搬家的次数，提高掘进回采率。提高矿井机械化水平，可减轻工人劳动强度，减少劳动力数量，有效控制入井人数，提高矿井安全水平。
建议：
1）矿井要进一步提高半煤岩巷掘进单进，必须走机械化发展之路，提高半煤岩巷掘进机械化装备水平。
2）把好设备、零配件质量关，提高设备维修质量。
3）加强职工技术培训，提高职工操作技能。
