郑煤集团告成煤矿河南登封452470
摘要：科技的进步，促进人们对煤矿需求的增多。在煤矿开采过程中，岩巷掘进具备十分重要的作用，且工期、施工量以及投资成本占据较大比重。当前我国煤炭开采的主要来源便是井下开采，且新建矿井煤炭掘进量占据整个工程总量的半数以上。煤矿集约化生产的技术瓶颈主要为岩巷掘进与支护工作，需要得到相关专家的深入研究，从而促进煤矿开采的高效化与高产化。本文就岩巷快速掘进影响因素分析及其优化展开探讨。
关键词：岩巷；快速掘进；影响因素；优化
引言
煤矿岩巷掘进一直以气腿式凿岩机配耙斗装载机为主。近年来，通过引进中深孔爆破技术，增加循环进尺，改变传统的两掘一喷工艺，推广多工序平行作业、皮带连续排矸，改造供风线路、坚持多上钻机等措施，使矿井岩巷炮掘在单进水平上得以突破。
1工作面工程概述
告成煤矿25041工作面设计总工程量：4931.565m。其中：（1）25041瓦斯治理工程设计工程量2910.101m，25041下底抽巷780.334m，车场及回风联巷171.155m；25041上底抽巷718.461m，回风联巷112.100m；25041中底抽巷710.986m，车场及回风联巷190.114m；切巷底抽巷226.951m。（2）25041工作面回采及准备工程设计工程量2021.464，25041上副巷720.487m，上副巷车场及回风联巷148.886m；下副巷794.795m，车场及回风联巷98.479；切巷216.895m。上底抽巷上副巷联巷42.173m。在岩层中施工时，顶底板的组成结构为细砂岩与泥岩，地质结构比较复杂，存在砂岩裂隙水，且施工期间局部地段出现了底板渗水与顶板漏水问题，影响了掘进施工进度。技术人员有待优化巷道层位、支护方式、作业方式、爆破参数以及掘进设备等因素，从而提升掘进效率。
2岩巷快速掘进影响因素分析
2.1巷道层位选择与支护设计
（1）巷道层位设计。25041工作面底板岩巷最初设计层位为L8灰岩底。该矿所采二1煤下部层位依次为：直接顶：灰黑色泥岩、灰绿色铝土质泥岩、紫斑泥岩、灰色浅灰色泥岩、灰绿色粉砂岩组成，原岩结构破坏，挤压揉搓现象明显。厚度为2.93～15.1m，平均厚度8.1m。直接底：砂质泥岩，灰黑色，含白云母碎片，黄铁矿晶粒具滑面，层理清晰；中部发育有凌铁质泥岩，呈灰黑色，致密坚硬，具不规则方解石脉。厚度为4.0～7.7m，平均厚度5.9m。老底：深灰色隐晶质结构，含蜓科等石，具网状方解石脉。厚度为1.9～2.1m，平均厚度2.0m。（2）巷道状况。现场施工中发现，沿L8灰底掘进时，巷道围岩破碎、成型极差、淋水点和锚杆失效较多。沿L8灰底可能有近煤层，使用锚索钻机采用两掘一探，且施工困难较大；在该层位施工期间，巷道日进3m，每月按25d核算，月仅能完成75m；底板岩巷距二1煤不得小于10m，否则打钻产生裂隙，严重影响施工效果。（3）支护设计分析。25041工作面底板岩巷设计时，采用锚网喷支护，采用左旋锚杆φ20×2400mm，间排距800×800mm，采用钢筋网，网片搭接长度为100mm，全断面挂网喷浆，喷浆厚度为100mm。由于25041工作面底板岩巷主要用于25041工作面瓦斯抽放，服务时间较短，当巷道岩性比较好时，若支护设计强度过大，不仅会造成支护材料的浪费，还会影响巷道快速掘进。因此，实行差异化支护是十分必要的，在岩性较好的区段，合理降低25041工作面底板岩巷的支护强度，节约支护成本，加快掘进速度。
2.2作业因素分析
一方面是工序耗时，25041工作面底板岩巷在掘进期间采用了三八制作业方法，技术人员及时进行记录分析；其中工序4为打炮眼与打锚杆平行运行，在巷道顶板锚杆孔施工时应用了两部钻机；工序5为出碴，期间不需要施工人员参与；工序6为巷道下部炮眼的打进，并上网安装两个锚杆孔。在施工过程中，岩巷工作面钻机打眼需要消耗较多的时间，占据整个循环作业时间的50%至60%，其属于制约巷道掘进的关键因素。施工期间技术人员并未针对全部工序进行平行作业，但部分工序进行了平行作业，作业度较低，水压与风压不会影响钻机的钻进速度。
2.3掘进设备影响分析
（1）装运：装岩工序在平巷掘进中占整个循环时间的30%～50%，目前，告成煤矿岩巷装运以P型系列耙斗装岩机为主，可在30°以下的斜巷使用，实现高效率连续出碴，装岩效率较高。（2）钻眼：告成煤矿岩巷掘进普遍使用的仍是气动凿岩机，由于气腿凿岩机输出功率小，钻速低，如要提高工作面钻孔速度，就需要多上几部钻机平行作业。岩巷掘进需要机械化装备，现阶段在这项工序中缺少相应的装备，机械化程度较低。（3）耙碴机与皮带机尾不能实现整体移动，造成移一次耙碴机需要至少4～6班左右时间，耗时时间长；掘进设备维修不及时，故障率高，都制约了岩巷单进的提高。
3岩巷掘进方案优化措施
3.1优化打眼爆破工艺
为了提升矿岩的掘进效率，技术人员根据实际情况选择“中深孔不同阶微差斜眼掏槽”爆破法，设置65个炮眼，其中：掏槽眼6个，眼深1.8m；助掏眼11个，眼深1.8m；辅助眼13个，眼深1.8m；周边眼23个，眼深1.6m；底眼12个，眼深1.6m。一是完善打眼流程，提高技术人员的操作水准。底抽巷巷道宽为4.5米，技术人员在实际操作期间应结合煤矿开采情况打下部眼，并同时进行三部气腿式凿岩机作业，在打上部眼时同时运作两部气腿式凿岩机，最大程度的提升了打眼效率，缩短了打眼时间。二是优化爆破工艺，25041工作面岩层主要为砂质泥岩，技术人员改进原爆破方案，应用“中深孔不同阶微差斜眼掏槽”爆破法，使用1-5段毫秒延期电雷管，药卷用3级煤矿许用的水胶炸药，起爆器使用强力型发爆器，串联起爆。
3.2实行差异化支护
25041工作面底板岩巷采用断面直墙半圆拱13.1m2，由于底板抽放巷道的服务时间往往较短，采用钢筋网护帮顶，可以较好的控制局部岩块的松动和坠落，通过现场调查，L7-8岩层岩性好、整体性强，节理、裂隙不发育。因此，25041工作面底板岩巷采用锚网喷支护，锚杆间排距0.8m×1m，锚杆配合H型钢带支护上半部，在顶板破碎或泥岩中掘进时视顶板条件，增加锚杆数量。针对巷道沿L8底掘进，巷道围岩破碎淋水点较多，锚杆失效较多的问题，将巷道施工层位调整到沿L7灰或上半部沿L7灰施工，在L7灰中上部施工，在L7灰施工期间，避免了淋水影响，现场施工较简单，巷道支护容易。
结语
结合告成煤矿地质条件等因素，其在开采期间适宜采用气腿式凿岩机+耙斗装载机+胶带输送机作业线开采模式，且坚持正规的循环作业。优化后，25041工作面掘进实现了每月100米的开采效果。巷道顶板的开采条件较好时，技术人员可以少打锚杆，节省更多的支护时间，合理降低锚网支护密度，在简化施工流程的基础上节省了施工成本，为企业赢得了更多的经济与社会效益。
参考文献
[1]黄庆显,韩金生.深部高应力软岩巷道围岩整体锚注技术研究[J].能源与环保,2018(05).
[2]陈大广.掘锚一体化巷道支护参数分析与工序优化[J].煤矿安全,2017(10).