＊贾晓轩

（晋能控股煤业集团晋华宫矿 山西 037000）

引言

煤矿开采中巷道掘进施工属于必要的施工环节，可为资源开采工作提供一定的便利。但根据煤矿资源分布规律的不同，巷道内部的地质条件也存在较大的差异，致使掘进施工需要面临十分复杂的作业条件。在具体施工中，需要采取人工交互的作业措施方能保障整体作业效果以及作业效率，但由于巷道地质条件存在复杂多变的特性，在选择掘进工艺时应优先选择适用性较强的掘进方法。目前的掘进工艺很难适应复杂的巷道掘进要求。因此，急需针对巷道掘进工艺的优化策略展开研究，以期为煤矿开采工作打下良好的基础。

1.常见的巷道掘进方法

(1)综合机械掘进法

综合机械掘进手段指的是根据巷道掘进施工要求以及巷道地质条件，对机械掘进设备进行综合选择与应用的一种掘进方法。常用的机械包括输送机、钻机、掘进机以及通风除尘设备和供电系统等。其中的掘进机通常会选择单臂掘进机（见图1）。掘进机作为掘进施工中的主要设备，是保障巷道掘进效率的关键。因此，在选择掘进机时应对巷道作业条件进行综合考量，选择型号和规格符合施工要求的掘进机。我国目前自主研发和生产的掘进机设备功能基本能够满足现阶段的巷道掘进要求[1]。

图1 单臂掘进机

(2)连续采煤掘进法

该种掘进方法主要适用于基岩为煤炭的巷道工程，主要是借助连续采煤机进行巷道掘进，在掘进巷道的同时，还能完成对煤炭资源的开采和运输工作。连续采煤作业手段充分发挥了连续采煤机的应用优势，不仅可以实现对巷道的高效掘进，还能同时完成煤炭开采、装运和采落煤等工作，有效提升了煤矿开采的整体效率。

(3)掘锚一体化掘进作业方法

指的是通过对连续采煤机、掘锚机组和悬臂式挖掘机进行组合来实现高效掘进与连续开采的作业形式。其主要作业优势在于能够保障巷道掘进工作与采煤工作的同期进行，进一步提升作业效率。此外，还能及时锚固巷道结构，提高巷道结构的安全性，为后续的煤矿开采工作创造良好的作业条件。

2.巷道掘进工艺的优化策略

(1)技术优化

光爆技术与锚喷技术的有效结合。在前期所采取的巷道掘进技术中所产生的巷道壁面不够光滑，这为巷道结构的支护带来了一定的难度，往往需要对其进行铲平处理后再进行锚固施工，达成稳固巷道结构的目标。但此种作业手段会增加不必要的施工成本，同时掘进施工的效率也难以保障。基于此类问题，可以优先选择光爆技术，充分发挥光面爆破技术的优势，降低炸药使用率的同时，提高爆破面的平整度，这既可减少资源浪费，也可省去一个作业环节。实践证明，采取光面爆破技术后所形成的巷道结构稳定性更强，且其围岩的承载能力更强。而在与锚喷技术结合之后，插入锚杆后的围岩结构受力情况将发生改变，在锚杆的作用下，产生更强的荷载力，可在一定程度上提升巷道结构的整体稳定性（锚喷支护结构见图2）。目前已经有很多煤矿企业采用了光爆与锚喷技术融合的掘进手段，取得了较好的应用成果，因此，在后期的开采工作中，可根据巷道地质条件合理选择此种掘进工艺，保障掘进效率的同时，降低掘进施工成本[2]。

图2 锚喷支护结构

(2)爆破技术优化

爆破施工是巷道施工中的常用作业手段，在爆破施工前需对巷道区域的地质条件进行全面勘察，结合巷道地质和地层结构特点合理设置爆破孔，科学控制炸药用量。结合前期的爆破施工经验，在设置爆破孔时可以遵循抓两头带中间的设置原则，采取此种布孔方式可以进一步提升各个炮孔的利用率，且能够最大程度的掘进巷道，对于提升巷道掘进效率具有积极作用。对于岩层结构的巷道来说，进行爆破施工前，应采用风钻的手段进行成孔作业，且保障孔洞的深度在2.2m左右。除此之外，施工中还要做好如下几点工作：①施工人员需要严格按照钻孔施工要求规范作业，不得存在违规操作的现象；②钻孔过程中需要控制风钻的垂直度，应使其始终保持在同一中线上；③每个钻孔均应与周边的钻孔呈现同一水平线，保障爆破后的工作面为平整状态；④对每个钻孔中的炸药用量进行精确控制，减少资源浪费问题，并避免出现过度爆破的现象；⑤最重要的一点是在爆破施工前应对巷道土质条件进行全面勘察，根据勘察结果科学设计爆破施工方案，使其能够尽量满足巷道掘进的作业要求。

(3)作业工序优化

从前期的巷道掘进工程来看，在进行巷道支护时的作业时间较长，一般占巷道工程的50%左右，如果一直采取常规的作业手段则很难提升煤矿开采的效率。基于此，可结合当前的煤矿开采要求以及巷道掘进施工要求，对巷道掘进的作业工序进一步优化，鉴于支护施工的时间占比较大，可以采取多个工序同期作业的手段有效缩短巷道掘进施工的作业时长。主要方法为，首先在巷道顶板和顶角位置先设置支护锚杆，先对一些容易失稳的部位进行锚固，在后续的掘进作业中可边掘进边设置锚杆对巷道结构进行及时加固，这既可提高巷道结构掘进的效率，也能同期保障结构安全。此外，锚杆的设置不会对掘进机的作业产生直接影响，可有效缩短掘进施工的时间，在支护作业的同时也可对掘进机等设备进行维护和检修，省去了大量的作业时间。

(4)施工优化

①施工组织优化

为了进一步提升巷道掘进效率，在实际施工前，应结合巷道施工的基本作业要求对组织结构进行有效优化，落实工作责任到班组和个人，全面提升巷道掘进的整体作业水平，增强各个部门的组织协调能力。如生产班组需要主要负责进行材料制备、设备准备、管路设置等工作；运输班组则需要负责完成对各类用料和设备的运输工作，为前面的施工队伍提供可靠的物料和设备支持；检修班组主要负责定期对生产和施工设备进行全面检修和维护，保障设备的整体应用性能。总之，就是将具体的生产责任和施工责任落实到各个班组，保障各个班组的密切配合，使掘进施工作业能够得到顺利开展。

②施工安排优化

掘进施工中掘进机设备属于主要施工设备，在掘进施工中需以掘进机为主，其他设备为辅，通过多种设备的密切配合来提高掘进的效率。因此，建议相关的作业人员在操作具体的掘进施工前，能够根据巷道施工要求，对各类设备的入场顺序进行合理安排，并且做好设备调试和维护工作，争取在投入施工中能够良好的发挥设备作业，提高人工交互作业的可靠性，达成更好的掘进作业效果。

3.结语

煤炭作为重要的生产能源之一，其开采效率将对我国经济的整体发展水平带来一定影响，而巷道掘进施工作为主要的作业环节，是影响煤矿开采的关键。为此，在今后的开采作业中应科学优化掘进工艺，争取缩短巷道掘进时间，并保障巷道结构的稳定性，为煤矿开采工作营造良好的开采条件。尤其是面临较为复杂的巷道工程时，需要结合工程实际，科学选择掘进手段，保障巷道掘进施工的可靠性。我国目前已经认识到了掘进工艺选择对煤矿行业发展的重要影响，前期所施行的掘进工艺也发挥了较好的应用成果，但为了进一步提高采煤效率，在今后还需加强对掘进工艺的研究。