摘要：矿井下巷道掘进工程风险性较大，作为矿区开采整体系统，任何一处存在问题都将会导致掘进质量下降，甚至造成巷道坍塌事故。因此掘进工作中，工作人员既要选用施工工艺来确保掘进速度，还要防范相关风险，特别是做好巷道内的掘进支护工作，科学、合理的运用支护技术，才能确保矿区开采工作的安全性和可靠性。
关键词：矿井掘进；施工；工序管理
随着当今社会的不断发展，各行各业对于资源的需求量也在不断提高。目前采矿矿区的规模越来越大，实际开采中的开采难度也日益提高，对于矿井巷道掘进的安全要求也随着提高，以此来保障矿井开采工作人员及项目的安全。经过实践与经验的总结，对于埋藏深度较深的矿产资源，并具有松软的矿岩，这种矿井的巷道往往具有严重的破坏。虽然在这种巷道的掘进施工中，使用了高达100%的支护率，但是经实践与经验每年仍会有着高达30%以上的返修率，且内部有着高达60%的高应力采场。令巷道产生如此严重变形破坏的原因有很多，在矿井开采建设中，巷道的施工过程中，常规的锚杆锚固性能难以在围岩中发挥出来，采动压力在作用到巷道中时，巷道围岩会出现较为强烈的形变，这种情况之下，锚杆的锚固力会出现迅速的衰减，巷道围岩的支护效果也会逐渐弱化。
1矿井掘进支护技术应用现状及常见问题分析
1.1矿井掘进技术应用现状
我国矿产资源较丰富，由于传统粗放式开采导致露天矿山几乎枯竭。目前主要为地表以下150～600m之间的井下矿物，开采过程中存在较大风险和一些技术难题，很多矿矿井坍塌事故都发生在巷道内，必须加以重视，地下开采涉及到很多掘进巷道，确保巷道内安全才能使开采活动顺利进行。因此，需要不断提升矿井掘进支护技术水平，目前已经从传统的木材支撑材料替换为锚杆支护，经过实践锚杆支护技术取得了很大进步，矿区开采中应用较为广泛，具有大幅度增加巷道、岩巷强度的优点。
1.2矿井掘进支护难点
1.2.1矿区地质条件复杂
我国矿区地质条件较为复杂，增加了地质勘探准确定位的难度，一些区域的地质条件还没有确切性研究，对矿物分布状况和规律判断还不准确，导致采掘过程中会出现异常状况。在实际采掘过程中，应根据不同地质条件、矿井储藏条件来选取恰当的支护方法，目前地质规律的复杂性给开采前确定支护方法带来了困难。
1.2.2围岩自身稳定性较差
矿区地质条件复杂，一方面遇到自身性质不稳定围岩，就会给巷道支护带来较大困难。另一方面如果在掘进施工过程中围岩发生较大变形，也会对巷道造成严重破坏，即使经过多次返修后也达不到预期效果。
1.2.3后期掘进中围岩变形或是遭到破坏造成支护难度大
矿井中会存在大量积水，而围岩岩体遇到水就会产生较大膨胀力，再加上围岩会受到上部以及两侧挤压力作用，一旦发生围岩变形或是出现塌落现象时，将会给巷道支护带来严重困难。
1.3影响掘进支护技术的因素分析
矿井地质构造复杂。矿井下巷道施工时，影响巷道顶板支护的因素较多，遇到地质条件以及基础条件较好地段，掘进速度较快。而对于一些地质构造复杂地段，不仅会影响掘进速度，还会易造成支护断裂发生坍塌事故，对于褶曲断层地质构造中的较厚矿层稳定性较差，也会对支护质量带来较大影响。施工工艺的影响。目前，我国在矿井巷道掘进中主要采用钻爆法来施工、锚喷支护为主。与传统支护方式、施工方法相比较，大幅度提升了掘进速度和施工质量，但在施工过程中还存在装药量、炮眼位置误差过大问题，这将会对锚喷支护带来不利条件。矿井下巷道施工时部分巷道布置较密集，其中一条巷道开掘产生的震动和应力变化，都会对岩体整体地应力平衡产生影响，如果两个或多个巷道掘进工作面同时施工，相互之间地应力影响就更大，给支护工作带来极大困难。
2掘进工艺优化可行性方案
2.1掘进巷道支护工艺优化
施工方案采用加大锚杆锚索间排距、提高锚杆锚索预紧力、缩短锚索长度、加大护表构件面积等优化措施。
2.2施工工艺优化
对于掘进工作面施工进度慢、窝工等问题，通过优化施工工序及支护构件来解决。
（1）在地质条件允许的情况下，优先选用“掘二锚二”（一次性割煤2排、支护2排）。当地质条件差时，采用“掘一锚一”。
（2）当煤巷全断面无法一次成型时，可在帮部先锚固2~3根锚杆，全断面成型后，进行剩余支护。
（3）帮部的铺网长度必须低于锚杆钢护板下端位置，避免因补打下部锚杆而造成拆锚接网等不必要工序。
（4）施工条件允许时，顶板支护可以先于帮部支护打设1排支护。
2.3非生产因素工艺优化
掘进工艺想要得到优化，不仅要对支护工艺进行优化，还需要提高整个掘进系统的可靠性，例如，增加备用设备、缩短检修设备频率、加强对瓦斯的监测治理。通过对非生产因素采取措施，进一步提高掘进工作面的掘进进度。
3矿井掘进技术应用
3.1优化运输系统
胶带输送机取代绞车运输，运输时最好选取胶带运输机，能够使煤矿资源得以有效地保证。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆胶带输送机与类似的绞车相比，具有很多优势：设备的应用比较少；统一控制，方便维修，工作人员比较少；运行比较安全；胶带的上层能够运输，下层能够运料。这种运输方式既可以将煤矿巷道的岩石进行连续地运输，又可以使人员的劳动强度降低，从而使运输的安全事故避免发生。
3.2水平缓冲矸石仓
应用胶带进行运输，可以将储存的矸石进行快速地运转。通常在掘进煤矿的过程中，巷道外段需要取20～30m，在煤矿的巷道中间，应该将1～1.5m的防护网建立起来，从而将转道和矸石以及人行道合理分开。这段防护网能够对水平矸石仓起到缓冲的作用，同时，能够联系皮带、扒装机以及水平缓冲矸石仓等，从而使统一且完整的工作系统形成。信号发出以后，在前端的扒装机上，为了方便安全装运能够运送到水平的缓冲矸石仓内，应该将矸石输送的胶带配置安装上，再用扒装机运输矸石，使工人工作的难度得以有效地降低。
3.3锚杆支护技术
锚杆支护技术将自身力学的状态运用锚入围岩锚杆进行更改，将一个稳定的岩石带在煤矿巷道中构成，借助围岩和锚杆作用来将巷道的稳固性得以有效地实现。锚杆支护不但能够使支护的加固成本降低，钢材材料和坑木得以节约，还能够使煤矿坑道挖掘断层的面积缩小；维修矿巷道的费用也能够有很大的降低，还能够使掘进煤矿巷道的安全得以保证。掘进过程中，对于锚杆支护中缝隙的岩石有脱落的现象出现很难预防，所以，需要采取锚喷等相应的支护方式。对于技术经济效果比较明显，而且范围比较小，比较适用锚喷支护。对于掘进整个煤矿巷道这种支护都比较实用，对于交叉点和井筒以及马头门等掘进煤矿巷道的部门，光爆锚喷支护技术也比较实用。
3.4掘进煤矿巷道工作层面的通风和防尘
（1）通风
在施工中，煤矿生产安全性直接受通风的影响。从当前来看，通风利用通风机是比较常用的。对于通风机应该根据工作风量和分压进行选取，压入式通风机是比较常用的。压入式的通风机启动装置的安装与风口的距离应该保持在10m以上，与地面的高度应该在3m以上，通风机吸入的风量比全风压供给的风量要小。在通风机的选择上，风筒直径必须要对最大的通风长度的供风进行有效地保证，因此，风筒尽量选择比较大的，风筒的出口与掘进的工作面距离需要保持在5m以内，致使风阻降低，以免使涡流产生，漏风减少，从而使巷道顺畅通风得以有效地保证。在施工中，必须要有专人管理通风机，保持良好的巷道通风，并将维修和检查工作做好，从而使通风机能够可靠和连续以及安全地进行运转。
（2）防尘
在工程施工中，压碎和摩擦以及煤块掉落的煤岩，受到地面和设备的碰撞就会有粉尘产生，在通风中，这些粉尘就会在空气中扬起。从当前来看，每一层进行注水和湿式凿岩，以及通风除尘、凿岩洒水、矿井巷道的岩壁冲洗，还有将隔爆装置进行安装等是主要的除尘方法。长短抽通风除尘是当前比较常用的除尘方式，在除尘中，应该根据掘进施工的实际情况，选择适合的除尘方式进行除尘。
3.5光面爆破技术
光面爆破技术，在掘进煤矿巷道的施工中，能够使四周炮眼同时进行起爆，致使爆炸裂缝能够沿着径扩散到四周，相邻的炮眼就会将冲击波叠加的效果产生，对岩体有切向拉力产生，进一步将裂缝进行扩展，围岩表面的爆破面就会形成。光面爆破主要有三种爆破方式：预裂光爆法和轮廓线光爆法以及修边光爆法。炮眼应该在煤矿巷道轮廓线上进行布置，装药量和爆破眼间距需要根据围岩实际的情况来初步地进行选择，再进行试验以后，才能够最终地确定。从当前来看，浅孔爆破是光面爆破施工多数采用的，可以将炮眼的直径和深度适当地进行加大，来将爆破进深的尺寸进行增加。
4矿井建设中巷道掘进施工的注意项
在巷道的掘进施工中，需要对施工时间多加注意，因为巷道的围岩自稳时间较短，若是顶板一旦暴露出来，非常容易引发冒落问题。巷道施工中还要对巷道的位置进行合理的布置规划。因为矿井内部的地质环境条件交叉，并且复杂多变。多种多样的地质构造都会影响到施工工作的方方面面。例如巷道设计过程中，应当从大局出发，加以应用科学技术，并尽可能的把施工成本降低到恰当范围之内。掘进施工主要的巷道时，也要保障巷道围岩的强度与膨胀程度，设计和施工创造出相对建议的地质构造与水文环境条件，且不会与主要巷道的走向和地应力相交。巷道的布置宜简不宜繁，合理规划施工的先后顺序。在选择巷道断面形状的时候，要考虑到巷道断面对于巷道稳定性的影响，保证原岩应力大小以及力的传递方向科学合理。
总之，矿井建设施工过程中，巷道的掘进施工是一个非常重要的环节。巷道在进展过程中所有施工内容的质量都会主导矿井的安全运行，所以应当对巷道掘进施工尤为重视。
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论文作者:张超
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/18
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