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1.礦井巷道掘進施工概述

(1)掘進施工的具體類型礦井巷道的掘進施工主要可分為以下三種類型：第一，大斷面煤巷連續采煤機掘進方式。這是一種常見的巷道掘進施工方式，主要分為連續型掘進與間斷式掘進兩種。其中，主要借助運輸機、鏟車、運煤車等設備進行掘進施工的是間斷式掘進；綜合運用鏟車、連續采煤機進行掘進施工的是連續式掘進。第二，綜合機械化掘進方式。這種方式常被應用于煤礦井下綜合掘進施工當中，需要供電設備、單體錨桿設備、掘進機設備等綜合運用。其中，掘進機在掘進工作中發揮主要作用的是核心設備。第三，掘錨一體化掘進方式。這種方式具有配合度良好的優勢，其掘進效率較高，常被應用于巷道掘進施工當中。其施工設備主要包括連續采煤機、懸臂式掘進機等。(2)掘進施工的影響因素巷道掘進是一項復雜的工程，影響其掘進速度、掘進效果的因素有很多，主要包括以下兩點：第一，掘進施工區域的地質構造情況。掘進施工區域的地質條件良好，施工單位可采用較簡單的施工技術進行掘進，且不會面臨較多的危險因素；如果掘進施工區域的地質構造復雜，則會使掘進施工面臨較多的不穩定因素，增加掘進施工的難度，影響速度和掘進質量。影響掘進施工進程的地質因素具體包括工作面煤巖的硬度、強度，工作面的圍巖發育情況，工作面的褶曲構造，地下水的用水量、地下的瓦斯濃度等等。第二，掘進施工所使用機械設備的先進程度。使用自動化或半自動化的智能掘進設備可以規避巷道掘進中的危險因素，使掘進施工效率提高；而使用技術落后的設備進行掘進施工會影響煤礦巷道的掘進速度，使掘進施工的綜合效益降低。同時，設備對掘進工藝的影響也很大。使用落后的機械設備很難發揮先進施工工藝的優勢，造成技術、人員的浪費，導致掘進施工的效率緩慢。

2.礦井巷道掘進施工技術要點

(1)巷道斷面設計要點巷道斷面設計時要考慮礦車彎道的實際運行需求、人行的需求與巷道內的實際風速。一方面，要根據礦車彎道的實際使用需求確定巷道凈寬度，確保其內外側的寬度比設計寬度寬0.2m，保證巷道兩端的寬超出實際計算寬度3.0m，滿足其運輸需求。同時，要使巷道內有1.6m高的人行道，滿足人的使用需求。設計人員可根據V=Q/Vmax計算風速，用于完善巷道斷面設計內容。其中，V表示風速，其計算單位為m/s；Q表示風量，其計算單位為Nm3/min；Vmax表示最高風速，其計算單位為m/s。(2)鉆研爆破施工要點鉆研爆破具有一定的危險性，具體操作期間要考慮到炮眼的布設、炸藥的使用量、爆破角度等具體問題。在爆破施工期間，施工人員要注意以下幾點：①做好爆破施工的準備管理，提前在工作面的中下部設計槽眼，先起爆擴大自由面，為下一步的正常爆破做好準備。②完成起爆操作后進行打輔助眼操作，進一步增大自由面，使爆破操作能正常進行。③對頂眼、幫眼、底眼等周邊眼進行爆破操作。④以設計要求為依據進行起爆操作。嚴格控制每平方米所需的炸藥量，使炸藥的消耗量科學合理。同時，要明確炸藥的埋置深度，將其控制在0.8-2m以內。(3)巖煤巷施工要點巖煤巷施工是巷道掘進施工的主要施工環節之一，施工人員應按照具體的步驟進行施工操作。第一，使用空壓機、噴射機急性噴射混凝土施工。以先基礎、后側幫的順序對其進行操作，使噴嘴處距離保持在1.0m，且維持垂直狀態，同時使空壓機和噴射機的壓力維持在0.5MPa。分層噴射操作時，需要將其厚度維持在50mm左右；安裝操作過程中，需使地、梁兩端保持穩定，并對其進行固定處理；在通風操作過程中，施工人員應嚴格控制通風機吊掛的高度，使其與地面相距0.3m；在除塵操作過程中，施工人員應對巷道內部進行霧化處理，同時安裝瓦斯傳感器，在灰塵厚度不高于2mm的狀態下進行掘進施工。(4)巷道支護施工要點巷道支護施工是巷道掘進工程的關鍵施工環節，對保證掘進施工安全有著重要意義。巷道支護施工要點有很多，在這里對幾個具體施工要點展開分析：第一，支護參數應以巷道掘進施工的具體情況為參考，選擇合適的支護施工方法。同時，要做好掘進斷面寬度的設計，以免寬度不夠造成巷道壓力過大，使巷道內的危險系數增加。第二，合理設計吊環支護，保證其固定點在2個以上，且其迎頭、超前支護端面相距不超過0.3m，確保吊環支護的穩定性。第三，如果使用混凝土支護方式，需做好施工設計。采集精確數據，并按照具體的計算公式計算出混凝土噴射厚度，使混凝土支護結構符合巷道永久性支護的使用標準。

3.煤礦巷道掘進施工及頂板支護技術

(1)錨桿支護方法錨桿支護方法是形式構造施工方式的一種，其應用范圍廣、效率高的支護方法。支護錨桿主要由鋼帶、托盤、錨桿體、網等構件構成，具有良好的抗拉性能與抗剪性能。巷道表面受外界壓力影響，或與巷道的巖體接觸時，錨桿的金屬托盤可以有效解決圍堰脫離層面的問題，使圍堰節理裂縫舒張和圍堰節理結構面的滑動情況受到有效控制，減少內部的安全隱患。此外，錨桿支護方法具有改善巷道結構的應用優勢，其支護面與巷道表面相連接，可以解決圍堰中落石散落的問題，提升支護結構的安全性。由于錨桿支護方法操作簡單、施工快捷，這種方法受到了施工人員的喜愛，經常被應用于煤礦快速掘進施工當中，為提升工作效率、優化施工監督管理措施奠定了管理基礎。(2)錨噴支護方法錨噴式支護方法是一種常見的支護方法之一，其主要依靠可縮性支架對結構進行支撐。這種方法在應用過程中要考慮到支架的承重范圍和支架的變形問題。一旦被支護結構的力超出了可縮性支架的極限承受能力，很可能會為整個支護結構帶來安全問題。施工人員在使用錨噴支護方法時要考慮以上集中問題，明確支架能夠承受的力度，并按照精確的數據進行施工。錨噴式支護方法的應用效果受連接件的工作狀態、支架的整體構造情況的影響。在使用這種方法進行施工時必須要時時刻刻注意其具體情況，以免其支護結構在使用過程中發生細微變化影響整個工程的支護效果。(3)預留柱支護方法預留柱支護方法是一種較為傳統的支護手段，其支護施工的流程區域完善，相關施工管理措施也比較健全。很多支護的施工單位對預留柱支護方法較熟悉，在施工期間遇到的阻力較少。這種方法的原理如下：某一區間內的上下區段存在一定的寬度和空隙，空隙的存在使整個面積所承受的壓力被錯開，使得單位面積承受的壓力荷載減少。預留柱支護方法的操作方法便捷，但卻能夠滿足施工人員對頂板支護的一般要求。但是這種方法也存在一定的缺陷，比如施工成本較高、后期維護難度較大等等。在條件允許的情況下，施工單位可使用其他支護方法代替預留柱支護方法，或將其他方法與預留柱支護方法結合使用，以此來彌補該方法的應用不足。

4.優化煤礦巷道掘進支護技術使用效果的具體策略

(1)重視地質勘探管理，提升掘進施工安全性地質因素對巷道掘進施工、巷道支護施工有著直接影響。考慮到地下水文情況、工作面的褶曲構造、地下瓦斯含量及濃度對掘進施工、支護施工的不利影響，施工單位需在正式施工前做好施工區域的地質勘察管理。施工單位應組建或聘用專業的地質勘探工程隊，要求工程隊人員使用科學的勘探技術、正確的勘探方法對當地的寬廣地質構造進行勘察，獲得可參考性強的勘察數據，幫助掘進、支護施工隊伍全面掌握地下信息。結合我國當下地質勘探技術發展情況，將三維地震綜合勘探技術應用到煤礦巷道的地下勘探工作中很有必要。具體勘探操作時需要注意以下問題：①以煤礦企業的實際發展需求設計勘探方案，以免勘探結果不符合應用需求，造成無用勘探。嚴格根據企業的生產規劃、實際發展情況進行三維勘探，了解無煤區、落差斷層、陷落柱等部位的實際情況。②確定勘探技術的使用主次順序，以免各種勘探技術同時使用影響勘探效果。比如，將地質鉆探技術作為主要的勘探技術，將其應用到勘探煤儲量、勘察煤層情況等工作當中，使用其他勘探方法對地質勘探技術進行補充，使勘探數據更為全面。(2)做好前期管理工作，保證施工高效進行當下巷道掘進支護工作效率低，一部分原因在于煤礦企業對施工前準備管理工作不重視，未及時引進新的施工技術、施工工藝以及先進的施工設備，沒有認識到先進的施工工藝、設備對巷道掘進施工順利進行的重要性。為充分發揮巷道掘進、支護技術的優勢，減少施工人員的工作量、加快掘進、支護施工的速度，煤礦企業應提升施工組織管理工作效率，為機械化施工、自動化施工做好準備。一方面，要提前做好頂板垮落等危險事故的應急預案，降低此類問題的影響；要完善巷道掘進、支護施工的具體管理策略，使施工人員明確巷道支護施工的具體規格、具體操作程序以及安全操作管理事項，以制度、規范約束其不安全行為，減少掘進施工、支護施工的危險因素。另一方面，要改變傳統的、不科學的管理模式，將現代化的施工管理方法應用到煤礦巷道的掘進、支護施工當中，實現動態化、全面化的施工管理。加強對各個施工細節的監督，嚴格按照施工技術管理、施工質量管理、施工安全管理的具體要求對其進行綜合管理，使施工人員使用規范化的操作手段進行施工。(3)提高安全支護意識，奠定技術優化基礎巷道掘進是一門危險性較高的工作，只有提升煤炭企業管理人員的安全責任意識、提升施工人員的自我安全防護意識，才能夠推進巷道施工的安全管理，使煤炭企業自上而下形成良好的安全管理氛圍。第一，要重視對巷道掘進施工的安全管理，制定明確的安全操作、安全施工規范，使管理人員能夠嚴格按照相關標準開展管理工作，糾正施工人員的錯誤操作習慣，降低誤操作風險。第二，重視安全管理的宣傳教育工作。在施工區域的醒目處拉橫幅、張貼大字報，使現場人員能夠時時刻刻以“安全施工、安全掘進”進行自我規范。同時，煤炭企業也要做好安全教育管理，定期組織現場施工安全報告會議，重點討論施工期間可能存在的安全隱患及相關對策，使參會人員都能夠學會安全操作行為。第三，落實安全管理考核制度。將管理人員、現場施工人員的工資、績效、獎金與安全考核機制聯系起來，使現場人員重視巷道掘進的施工安全管理。(4)做好巷道力學測試，消除支護安全隱患巷道支護施工材料、巷道支護施工方法的選擇需要以巷道圍巖力學測試的參數為依據，因此，做好巷道的力學測試是非常有必要的。施工單位應使用科學的力學測試技術對其進行煤礦井下巖體的地質測試管理，通過使用專業的圍巖測試輔助工具、專業的巷道力學分析系統對其具體參數進行分析，并根據分析結果選擇合適的支護材料與支護施工技術。根據測試結果施工人員能夠得知巖體結構的實際情況，比如是否存在破碎、結構不完整等等，并根據數據反饋內容選擇錨桿支護技術、棚式支護技術或聯合支護技術，提升支護結構的穩定性，減少支護施工的安全隱患。(5)引入先進施工技術，提升支護施工效率傳統的巷道掘進技術施工效率低，且施工安全存在不足。煤炭企業應重視技術創新管理，積極引進并應用先進的施工技術，從根本上提升巷道掘進施工的效率。一方面，要追加對引進技術、購買設備、吸引人才的資金投入力度，為技術的創新夯實基礎。另一方面，要重視對相關設備的養護與維修管理，使先進的儀器設備能夠始終保持高效狀態。在購買巷道支護設備時，采購人員要考慮到設備的穩定性和抗壓性，并嚴格按照相關標準與要求采買支護工具，使材料的規格、大小、數量滿足安全施工的要求。(6)健全支護施工體系，提升支護施工質量健全的支護施工體系是保障巷道安全掘進施工的基礎。煤炭企業要從整體層面出發，認真分析當下施工中存在的安全隱患，并制定針對性的管理方案，使施工體系健全。第一，做好施工區域的現場勘察，明確施工現場的地形地貌、地理環境，獲得完善的礦壓、圍巖環境材料。第二，根據巷道的使用需求、實際情況設計施工方案和技術圖紙，提前選擇相應的支護技術。第三，落實事中管理規定，嚴格管理施工人員的操作，制定問題預防預案，推進巷道掘進施工的正常進行。(7)完善施工管理機制，規范掘進支護操作煤礦巷道掘進與支護施工的具體操作流程復雜，且涉及到的操作項目較多，不注重細節管理很容易為工程的施工埋下質量隱患與安全隱患，影響整個掘進、支護工程的施工效率。煤礦企業應從整體出發，對施工流程進行全面性的管理與規劃，使掘進施工能夠在規范的指導下安全、穩定進行。第一，搭建精細化的管理框架，完善掘進施工、支護施工的具體施工規劃，使每項施工環節有具體的管理標準。第二，細化各施工環節施工問題的監督標準與管理方法，使施工人員能夠嚴格按照具體標準衡量施工內容；一旦發生施工問題，施工人員可按照具體的事故處理方法對其進行處理，進一步控制事故的不利影響。第三，完善施工現場的獎懲機制，對于嚴格按照操作標準進行施工操作、嚴格遵循考勤制度上下工的施工人員予以獎勵，使其能夠以較飽滿的情緒參與掘進、支護施工；對于消極怠工、偷工減料的施工人員加以懲罰，使其能夠端正工作態度，嚴謹對待巷道掘進、支護施工，為規范化施工流程奠定基礎。第四，健全掘進、支護施工監理機制，由專門的監督人員按照施工方案、施工設計對具體施工操作進行管理，及時發現施工中出現的問題，及時加以調整。

5.結束語

提高煤礦施工作業的現場安全性，減低事故發生率，是當前政府及企業重點關注問題。而針對頂板結構雖具有一定的不可預測性，但仍可通過當前先進的監測設備及完善的管理制度來規避或降低頂板坍塌事故的發生，設計人員按相關規范，科學的對頂板支護進行可靠的設計分析，操作人員嚴格按照相應的操作流程及注意事項進行操作，企業定期對人員進行相關知識的培訓及技術指導，維修作業人員定期對頂板支護設備進行檢查維護，發生問題及時處理，則可有效降低或預防頂板的冒頂及坍塌事故發生，保障人員的生命安全，提供煤礦的開采量及企業的經濟效益。

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作者：徐祥 單位：晉能控股煤業塔山礦業