江 日

（龙里县自然资源局，贵州 黔南 551200）

1 采矿工程巷道掘进技术概述

1.1 常见的掘进方式分析

首先，站在综合机械化掘进模式下来看，在实际操作过程中，就是由人员整合供电系统或者是多个部门的共同协作下，根据现场环境差异，确定好掘进设备的型号以及类型。而操作人员所开展的大断面连续掘进工作，就是灵活的调整间断式与连续式几种运输模式，借助专业的操作设备，在大断面巷道当中能够达到极高的掘进效率，与综合机械化掘进方式进行比较，此时需要操作人员控制好掘进的速度等参数。操作人员掘进期间，最常见的使用设备就是掘进机，统筹规划好掘进与锚固作业之间的平衡，在最短的操作时间内，高效率的完成掘进工作，目前而言，大多数采矿工作都选择了此种掘进模式[1-3]。

1.2 注重瓦斯排放工作

在当前我国大多数地区实施采矿工程巷道掘进过程中，经常会出现高浓度瓦斯现象，在引发安全问题的前提下，对掘进效率产生了很大的影响。面对该种问题，在井下开展巷道掘进作业环节当中，就要求人员从意识上对此种问题提高关注，降低后期瓦斯过高引发安全事故。因此煤矿应该结合实际巷道条件，设置针对性的通风体系，确保及时排出掘进过程中涌出的大量瓦斯，防止瓦斯积聚。另外，还应该安排专业技术人员，借助专业的设备，时刻对瓦斯浓度实施全程观测，当瓦斯浓度超过标准范围时，必须要求操作人员立刻停止掘进，将瓦斯浓度降低到允许范围之内再开始掘进操作。

1.3 巷道支护

在采矿工程巷道掘进过程中，巷道支护作为核心部分，在实际操作环节当中，需要技术人员先对现场情况进行详细的调查分析，然后制定合理的巷道支护施工方案，在选择好针对性支护手段的基础上，严格按照方案进行施工，才能够保证整个巷道的支护质量。面对当前多种类型的巷道支护技术，只有选择适合本矿井的巷道掘进与支护方式，才能确保整个巷道的支护质量要求，才能够有效的保护好操作人员的人身安全，进而为采矿工作稳定发展提供有力支撑。

1.4 掘进技术要点

通过现实调查可以看出，针对我国采矿企业巷道掘进处理环节当中，通过使用的就是光面爆破技术，站在该种掘进手段下，主要涵盖轮廓线、预裂法、修边法等多方面的光面爆破技术，操作人员在运用过程中，首先，需要先对采矿环境进行深入的勘察，对每个区域设置上爆破眼的同时，还应该保证药量达到标准，为了能够实现最好的爆破效果，还需要把控好爆破的时间范围，真正实现接下来巷道掘进操作的顺利实施。

2 采矿巷道掘进施工中支护技术要点的分析

2.1 临时性支护技术要点分析

所谓的临时性支护技术，主要就是在巷道掘进过程中，出于顶板及人身安全的需求下，进而所确定的临时性巷道支护工作。比如，按照某地区采矿工程巷道掘进的进度，此时操作人员可以借助机组前探梁支护，以便施工人员进行永久支护工作。通过临时性的支护方式，不仅能够保证操作人员的安全，而且操作简洁快速，大大节省整个工序所需时间，该种支护是目前掘进作业最常见的临时支护形式。除此之外，当前大多数采矿工作，所开展的临时性支护结构，也会应用金属支架加以处理，该种方式有着良好的强度特点，再加上能够快速的安装以及重复利用等效果，近年来大多数煤矿对其有着极高的关注。最为关键的是，该种方式也可以当作是永久性的支护结构。采矿工程企业所选择的支护结构，不管是临时性还是永久性的方式，都应该要与现场环境等方面相吻合，在支护结构承受时间当中，合理的选择高性能的支护材料，希望能够在最少的经济成本投入下，充分的凸显出临时性支护结构的使用价值[4,5]。

2.2 永久性支护技术要点分析

除了临时性支护工作以外，巷道支护最重要的支护为永久支护。目前永久性支护技术主要有以下几方面：①锚杆支护技术，因为现实中体现出了良好的支护价值，进而得到了行业人士的广泛运用。煤矿所开展的巷道支护工作，应用锚杆支护技术，一方面不需要投入较大的资金成本，另一方面也能够维持施工过程中极高的安全性。通常情况下，该种支护技术主要涵盖顶板与煤帮两种锚杆支护结构，因为具有差异性的性能以及型号等特点，这就决定了有着多样化的支护形式。比如复合玻璃钢锚杆，主要使用的材料就是玻璃钢，有着良好的强度性能，内端头则以左旋麻花结构为主，其锚杆杆体的外部尺寸最大不超过26mm，因而在孔径28mm～32mm的钻孔中采用，此时保证锚杆和岩壁达到正交效果，控制好其角度，保证角度不小于75°。在操作人员安装锚杆过程中，也应该整合锚固剂的作用，严格规划好搅拌的周期，保证一次锚固彻底以外，降低过程中断问题的出现。②锚索支护方式，一方面能够很好的发挥出在岩层表面上的使用价值，另一方面也能够更好的帮助人员开展岩层内部的支护处理。最为关键的是，采矿人员借助锚索支护方式进行处理，能够保证岩层结构处于较为稳定的状态，防止后期巷道顶板离层及巷道顶板整体的下沉与垮落。通过现实调查可以发现，此支护工作的进行，往往需要借助专用托盘，整合具有较强性能标准的锚索设备，维持支护过程更具效率性的基础上，自然也能够获取到理想的支护结果。总之，因为锚索支护方式体现出来的较多应用优势，越来越受到行业人士的推广与应用。③锚、网、喷支护，锚、网、喷支护是先对巷道采用锚杆、锚索、锚网联合支护后，再对巷道进行喷浆的一种综合支护方式，该种支护形式安全系数高，且适应性强，几乎适用于所有掘进巷道，该种支护方式的弊端就是工序繁琐，相对经济投入大，因此在实际生产过程中，需要秉持因地制宜理念，做好现场情况分析以后，在对地质条件复杂、巷道质量要求高的情况下可以选择该种支护方式，例如井下专用回风巷、水平大巷等为整个矿井服务的开拓巷道。

3 工程概述

我省某矿所采煤层有2层，自上而下分别为8＃-2+3+4煤层和9#-2煤层，现该矿井主采8#-2+3+4煤层（以下简称8#煤层）。该煤层平均厚度为8.0m，含2层夹矸，单层夹矸平均厚度为0.2m～0.7m。矿区内8#煤层整体赋存情况相对较为简单，局部地段煤层走向、倾角变化较大，整体呈东西走向，自北向南倾斜，平均倾角为19°。E8202下顺槽综掘工作面位于矿井东翼，该工作面沿8#煤层走向布置，巷道上帮沿8#煤层底板掘进，工作面设计长度为2400m，其中0m～1044m方位为104°30′，1044m～2400m方位为86°4′。该工作面采用EBZ100E型掘进机（设计爬坡能力为±18°），配备安装DSJ650可伸缩带式输送机。工作面采用锚索+锚杆+锚网联合支护，煤层破碎区采用矿用工字钢棚加强支护。

4 掘进的制约因素

（1）由于E8104、E8106这2个工作面，4条顺槽均遇到地质构造，要么煤层变薄、要么煤层尖灭而停止掘进，都没超过1000m，因而前期掘进至1000m时地质情况不明。

（2）由于E8202工作面下顺槽地质情况相对较为复杂，自西向东沿巷道走向8#煤层呈“V”形向斜构造。该向斜发育主要对E8202下顺槽掘进工程造成影响。E8202下顺槽巷道坡度0m～800m呈下坡趋势（平均坡度为-9°），800m～1400m呈上坡趋势（平均坡度为+19°，最大坡度为+25°，超过该工作面EBZ100E型综掘机±18°的爬坡能力）。会形成掘进机爬不上坡、打滑等现象，增加了施工难度。

（3）E8202工作面范围内8#煤层厚度发育情况相对较为稳定。但局部存在一处异常变薄区。该异常区总体自西北向东南呈纺锤形发育，最大影响长度为750m，最大影响宽度为300m。该异常区主要影响E8104工作面800m～900m区域、E8106原开切巷区域、E8202上下顺槽900m～1200m区域。该异常区域内8#煤层逐渐变薄（最薄处煤层厚度为0.8m～2.0m，甚至会出现尖灭）。（见图1），由于煤厚变薄，造成综掘机遇到岩石割不动现象。

图1 E8202 工作面 8＃煤层厚度分析图

5 掘进施工方案及技术措施

（1）采取边掘进边探边分析原则：由于附近地质钻孔较少，结合当时工作面的产状和矿区边界（北17-7#）钻孔资料，进行剖面分析，重新确定掘进方位；然后在工作面利用ZLJ-650钻机分上中下3个孔进行钻探80m取得相关数据，结合E8104、E8106、E8202上顺槽的煤层产状作剖面图，进行综合分析，及时修改煤层底板等高线，确定巷道坡度。每次利用80m钻孔分析，以确保掘进时不会丢掉煤层。

（2）E8202下顺槽掘进过程中严格执行“逢掘必探”制度，采用超前钻探的形式探测并分析待掘巷道煤层赋存情况，边探边掘，探80m掘40m，根据探测到煤层情况及时调整掘进坡度，既可以保证掘进机可以掘进（掘进坡度在20°以下），又能整体沿煤层底板掘进，如有异常进行调整也有余地。充分利用地质钻孔分析煤层厚度变化，结合三维地震煤厚地质资料，预测掘进后期的地质情况。地测技术人员的地质预测预报和原始地质资料收集分析，在E8202下顺槽的掘进时，无论煤层厚薄，都有效地避免了掘进机割硬岩，为掘进工作提供了很好的技术指导。

（3）通过E8202工作面地质情况分析，E8202下顺槽掘进工作面掘进至1000m时，E8202下顺槽将以平均+19°、最大+25°坡度上坡掘进将近600m。该范围内巷道坡度超出工作面配备的EBZ100E型综掘机±18°的爬坡能力，出现打滑、倒退等情况。且E8202下顺槽掘进工作面1044m拐弯处巷道坡度将继续加大，对工作面的安全施工带来较大影响。经过计算和试验，E8202下顺槽掘进过程中，通过利用综掘机自身的液压系统，在综掘机的两侧后支撑处分别安设1组液压油缸，通过液压操作阀与综掘机液压系统进行连接，作为综掘机前移及防止综掘机下滑的辅助动力；掘进正规循环的过程中，通过将综掘机后支撑及铲板垫高，综掘机两旁油缸拉紧，利用悬空的综掘机履带作为动力，采用钢丝绳将带式输送机机尾与履带进行连接，通过履带的转动促使带式输送机机尾前移。

（4）为减小E8202下顺槽掘进工作面巷道坡度和爬坡距离，将E8202工作面拐弯点由1044m调整到1355m。经过调整，E8202下顺槽上坡段大于+18°坡度的巷道减少近100m，大大减小了掘进机工作负荷。降低了地质构造带的坡度（见图2）

图2 E8202工作面掘进方案调整示意图

6 结束语

综上所述，本项目以120m/月的推进速度，顺利完成了E8202下顺槽900～1350m段的施工，解放了矿井东部的储量，为企业的采掘接续工作提供了保障，也为解决煤巷掘进的类似工程难题提供了参考。