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[摘 要]随着煤矿开采技术和装备水平的不断发展提升，煤巷机掘已成为较为普及和成熟的施工工艺。但近年来煤矿开采逐步由浅部向深部发展，对于高瓦斯矿井，瓦斯赋存条件和掘进工艺慢慢成为制约煤巷快速掘进的瓶颈。通过对锚网索支护参数，掘进工艺、生产组织及微工艺进行优化提升，可实现提高掘进效率的目的。
[关键词]掘进工艺 组织管理 支护设计 作业方式 分次成巷 微工艺
中图分类号：O753 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）03-0117-01
1、基本概况
李村煤矿是潞安集团新建国有大型现代化矿井，目前还处于基本建设阶段。矿井埋深大、瓦斯高、壓力大、地质条件特别复杂，通过多年的基本建设经验积累，不断的摸索总结，通过不断的工艺优化和技术创新，掘进效率上实现了新的突破，加快了矿井建设进度，实现了降本增效的目的。下面以1302工作面进风巷为例进行分析说明。
1302工作面进风巷巷道断面为5500×4200mm，巷道长度2000m以上，岩煤层顶板掘进，采用锚网索+W钢护板联合支护，顶板锚杆间距850mm，每排7根，两帮间距900mm，每排5根，排距均为1000mm，锚杆长度在2.4m，锚索长度达到7.3m，沿顶板中线对称三根布置，排距2000mm。由于巷道地质条件复杂，支护密度较大，巷道掘进速度缓慢，月单进一直未超过120m，通过对掘进工艺进行分析，结合现场实际情况，提出了提高掘进效率的解决方案，并取得了一定的效果。
2、影响巷道掘进效率的主要因素分析
巷道围岩条件是影响掘进效率的关键因素之一。在特定的巷道围岩条件下，制约巷道掘进效率提高的因素也是多方面的，掘进工艺大致可以分为作业方式、支护参数、支护方式、掘进设备及劳动组织和外部环境等多个方面，具体分析如下：
2.1 支护参数与支护方式
支护参数和支护方式是制约掘进效率的关键因素之一，支护密度过大，造成支护工作量增加，影响掘进效率。在确保顶板稳定的前提下，不断优化巷道支护设计。按照“三高一低”的原则，选择科学合理的支护参数和支护工艺，既有利于顶板稳定，又有利于施工效率的提升，实现降本增效的目的。
2.2 掘进设备
煤巷机掘工艺对机电设备的管理尤为关键。因为机电设备的正常运转与否，对工作面掘进产生直接影响。综掘工作面除了数量较多的运输设备外，还有掘进机和转载机等机电设备，任何一台发生故障，整个工作面将陷于瘫痪，出现故障后，排除故障所用的时间越长，影响就越大。掘进设备发生的主要故障如下所示：
2.2.1 掘进机
掘进机在长期运行中，电气、液压、机械等系统配件损耗大，导致可靠性不高，部分配件更换频繁，造成截割时间加长。
2.2.2 锚杆（索）施工钻机
另外锚杆（索）采用气腿式钻机施工，速度慢、人工强度大，若采用液压锚杆（索）钻机施工将会大大提高施工速度。
2.2.3 临时支护装置
煤巷采用综掘机施工，不同的临时支护装置不仅影响巷道掘进安全，同样影响巷道施工速度。
2.3 生产组织管理
2.3.1工序及工艺
生产班组在掘进期间不能合理利用作业时间，工序统筹安排不到位，以致出现截割完毕后，支护材料还未备齐；延伸输送带时，准备工作还未做好等。当班期间，工时利用率较低，掘进机司机截割巷道时随意性较大，走空刀较为严重，直接影响掘进速度。
从施工工序上来说，掘进机掘进一个循环之后，则立即进行敲帮问顶、临时支护，然后进行永久支护，所要求安装的锚杆（索）并不存在滞后安装的问题，即在永久支护的时间内，并不存在其它工序的操作，掘支不同同步作业，影响施工速度，不能实现有限让压，难以确保巷道支护效果。井下进行支护时，安装锚索所需的时间远多于安装锚杆的时间，顶板条件稳定的情况下，将锚索滞后一排涨拉，则无疑会节约不少时间，提高巷道的掘进速度。
从三个班的工作安排考虑，四点班和零点班为掘进班，八点班为检修班，对于检修班来说，主皮带停止运行进行检修，工作面不具备出煤条件，但不影响巷道支护，如进行工序优化，可以较好的利用检修班进行检修和支护的平行作业。
2.3.2组织管理
施工管理的好坏，不仅影响到工作面的工程质量和质量标准化，同样影响掘进速度的提高，特别是目前回采巷道大多以锚杆支护为主，施工管理不到位，施工质量、文明施工、标准化等水平达不到要求，而其产生的后果直接导致巷道前掘后修，或发生顶板事故，势必造成生产中断，安全隐患增多，对工作面掘进速度所造成的影响是可想而知的。
3、提高掘进效率的解决办法
根据实际施工情况，缩短掘进循环时间的有效手段主要有以下几种：优化支护方式与参数，改进施工机具，优化施工作业工序等，尽量实现各工序间的平行作业；培养熟练的、有责任心的专职司机；强化现场的劳动组织与管理；加强设备检修；改善矿井内部环境等。
3.1 掘进工艺优化
1302工作面进风巷试验了分次成巷工艺，先施工3.5m巷高，到位后集中拉底达4.2m巷高。由于降低了掘进高度，由分台阶掘进调整为一次成巷，实际施工空间增加，实现了“空间换时间”，巷道临时支护和顶板永久支护时间大幅缩短，圆班掘进效率可达到10-12排，二次拉底效率40-50排/圆班，平均效率达到9排/圆班，提高2排以上，月单进提升近60m.。
优化检修班的的工序安排，检修班主皮带停运后，优先检修综掘机，检修完成后，上部掘进1排，不运行皮带，落煤在迎头形成2.5m高的上部空间，为支护创造条件。这样检修班进尺由1排提高至2排，月单进又可提升25m左右。
3.2 生产组织改进
针对频繁探测构造和瓦斯治理问题，重点协调掘进队组与钻探队、抽采队配合关系，明确职责，量化考核指标，实现了掘进、进钻、打钻、验钻、退钻、效检等工序的无缝衔接，减少了影响。同时加强超前管理，利于已有巷道对预掘巷道进行探测和瓦斯治理，使预掘巷道超前探和瓦斯治理工程大为减少。
3.3 技术创新和微工艺优化
在巷道试验使用CRM600号超高热处理锚杆，在保证支护强度的情况下降低了支护密度；将锚杆间距调整为1000mm，排距增加至1100mm，符合锚杆支护设计“三高一低”的原则；另外，推广了锚杆快速安装螺母和锚固剂快速安装器，从微观工艺上提升了效率。
总之，影响煤巷掘进速度的因素很多，其中自然因素如煤层赋存条件、地质条件等是客观存在不可改变的，根据李村矿具体工程地质条件，在确保巷道安全稳定的条件下，可以通过对巷道施工工艺，劳动组织，支护方式与参数、以及施工机具及工艺过程进行优化等达到提高巷道掘进速度的目的。另外各项工作的合理组织管理也影响成巷速度，人员的管理是开展各项工作的前提，煤矿生产也不例外。只有不断优化人员配置，尤其是钻探、抽采、掘进各队组的配合也尤为关键。可将抽采钻孔施工交由掘进队组进行完成，人员并入掘进队管理，业务科室进行严格现场验收把关，减少了管理分支和环节，更有利于提高工作效率。
作者简介
1.李秀文（1964-----），男，山西长治人，潞安集团李村煤矿建设管理处。
2.张奇（1984-----），男，山西长治人，潞安集团李村煤矿建设管理处。
[关键词]掘进工艺 组织管理 支护设计 作业方式 分次成巷 微工艺
中图分类号：O753 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）03-0117-01
1、基本概况
李村煤矿是潞安集团新建国有大型现代化矿井，目前还处于基本建设阶段。矿井埋深大、瓦斯高、壓力大、地质条件特别复杂，通过多年的基本建设经验积累，不断的摸索总结，通过不断的工艺优化和技术创新，掘进效率上实现了新的突破，加快了矿井建设进度，实现了降本增效的目的。下面以1302工作面进风巷为例进行分析说明。
1302工作面进风巷巷道断面为5500×4200mm，巷道长度2000m以上，岩煤层顶板掘进，采用锚网索+W钢护板联合支护，顶板锚杆间距850mm，每排7根，两帮间距900mm，每排5根，排距均为1000mm，锚杆长度在2.4m，锚索长度达到7.3m，沿顶板中线对称三根布置，排距2000mm。由于巷道地质条件复杂，支护密度较大，巷道掘进速度缓慢，月单进一直未超过120m，通过对掘进工艺进行分析，结合现场实际情况，提出了提高掘进效率的解决方案，并取得了一定的效果。
2、影响巷道掘进效率的主要因素分析
巷道围岩条件是影响掘进效率的关键因素之一。在特定的巷道围岩条件下，制约巷道掘进效率提高的因素也是多方面的，掘进工艺大致可以分为作业方式、支护参数、支护方式、掘进设备及劳动组织和外部环境等多个方面，具体分析如下：
2.1 支护参数与支护方式
支护参数和支护方式是制约掘进效率的关键因素之一，支护密度过大，造成支护工作量增加，影响掘进效率。在确保顶板稳定的前提下，不断优化巷道支护设计。按照“三高一低”的原则，选择科学合理的支护参数和支护工艺，既有利于顶板稳定，又有利于施工效率的提升，实现降本增效的目的。
2.2 掘进设备
煤巷机掘工艺对机电设备的管理尤为关键。因为机电设备的正常运转与否，对工作面掘进产生直接影响。综掘工作面除了数量较多的运输设备外，还有掘进机和转载机等机电设备，任何一台发生故障，整个工作面将陷于瘫痪，出现故障后，排除故障所用的时间越长，影响就越大。掘进设备发生的主要故障如下所示：
2.2.1 掘进机
掘进机在长期运行中，电气、液压、机械等系统配件损耗大，导致可靠性不高，部分配件更换频繁，造成截割时间加长。
2.2.2 锚杆（索）施工钻机
另外锚杆（索）采用气腿式钻机施工，速度慢、人工强度大，若采用液压锚杆（索）钻机施工将会大大提高施工速度。
2.2.3 临时支护装置
煤巷采用综掘机施工，不同的临时支护装置不仅影响巷道掘进安全，同样影响巷道施工速度。
2.3 生产组织管理
2.3.1工序及工艺
生产班组在掘进期间不能合理利用作业时间，工序统筹安排不到位，以致出现截割完毕后，支护材料还未备齐；延伸输送带时，准备工作还未做好等。当班期间，工时利用率较低，掘进机司机截割巷道时随意性较大，走空刀较为严重，直接影响掘进速度。
从施工工序上来说，掘进机掘进一个循环之后，则立即进行敲帮问顶、临时支护，然后进行永久支护，所要求安装的锚杆（索）并不存在滞后安装的问题，即在永久支护的时间内，并不存在其它工序的操作，掘支不同同步作业，影响施工速度，不能实现有限让压，难以确保巷道支护效果。井下进行支护时，安装锚索所需的时间远多于安装锚杆的时间，顶板条件稳定的情况下，将锚索滞后一排涨拉，则无疑会节约不少时间，提高巷道的掘进速度。
从三个班的工作安排考虑，四点班和零点班为掘进班，八点班为检修班，对于检修班来说，主皮带停止运行进行检修，工作面不具备出煤条件，但不影响巷道支护，如进行工序优化，可以较好的利用检修班进行检修和支护的平行作业。
2.3.2组织管理
施工管理的好坏，不仅影响到工作面的工程质量和质量标准化，同样影响掘进速度的提高，特别是目前回采巷道大多以锚杆支护为主，施工管理不到位，施工质量、文明施工、标准化等水平达不到要求，而其产生的后果直接导致巷道前掘后修，或发生顶板事故，势必造成生产中断，安全隐患增多，对工作面掘进速度所造成的影响是可想而知的。
3、提高掘进效率的解决办法
根据实际施工情况，缩短掘进循环时间的有效手段主要有以下几种：优化支护方式与参数，改进施工机具，优化施工作业工序等，尽量实现各工序间的平行作业；培养熟练的、有责任心的专职司机；强化现场的劳动组织与管理；加强设备检修；改善矿井内部环境等。
3.1 掘进工艺优化
1302工作面进风巷试验了分次成巷工艺，先施工3.5m巷高，到位后集中拉底达4.2m巷高。由于降低了掘进高度，由分台阶掘进调整为一次成巷，实际施工空间增加，实现了“空间换时间”，巷道临时支护和顶板永久支护时间大幅缩短，圆班掘进效率可达到10-12排，二次拉底效率40-50排/圆班，平均效率达到9排/圆班，提高2排以上，月单进提升近60m.。
优化检修班的的工序安排，检修班主皮带停运后，优先检修综掘机，检修完成后，上部掘进1排，不运行皮带，落煤在迎头形成2.5m高的上部空间，为支护创造条件。这样检修班进尺由1排提高至2排，月单进又可提升25m左右。
3.2 生产组织改进
针对频繁探测构造和瓦斯治理问题，重点协调掘进队组与钻探队、抽采队配合关系，明确职责，量化考核指标，实现了掘进、进钻、打钻、验钻、退钻、效检等工序的无缝衔接，减少了影响。同时加强超前管理，利于已有巷道对预掘巷道进行探测和瓦斯治理，使预掘巷道超前探和瓦斯治理工程大为减少。
3.3 技术创新和微工艺优化
在巷道试验使用CRM600号超高热处理锚杆，在保证支护强度的情况下降低了支护密度；将锚杆间距调整为1000mm，排距增加至1100mm，符合锚杆支护设计“三高一低”的原则；另外，推广了锚杆快速安装螺母和锚固剂快速安装器，从微观工艺上提升了效率。
总之，影响煤巷掘进速度的因素很多，其中自然因素如煤层赋存条件、地质条件等是客观存在不可改变的，根据李村矿具体工程地质条件，在确保巷道安全稳定的条件下，可以通过对巷道施工工艺，劳动组织，支护方式与参数、以及施工机具及工艺过程进行优化等达到提高巷道掘进速度的目的。另外各项工作的合理组织管理也影响成巷速度，人员的管理是开展各项工作的前提，煤矿生产也不例外。只有不断优化人员配置，尤其是钻探、抽采、掘进各队组的配合也尤为关键。可将抽采钻孔施工交由掘进队组进行完成，人员并入掘进队管理，业务科室进行严格现场验收把关，减少了管理分支和环节，更有利于提高工作效率。
作者简介
1.李秀文（1964-----），男，山西长治人，潞安集团李村煤矿建设管理处。
2.张奇（1984-----），男，山西长治人，潞安集团李村煤矿建设管理处。