關于礦山巷道掘進的影響因素及應對措施研究

王家穩

（中煤新集股份有限公司新集二礦，安徽 淮南 232180）

礦產資源是一種非常重要的資源，絕大多數都不能露天開采，因此必須進行地下開采。在地下開采[1]資源時，必須在地表與礦體之間開辟通道，運輸礦產資源，通風排氣，步行。這些通道就是礦山巷道。巷道掘進的技術水平和設備水平直接影響著采礦效率。隨著自然資源的不斷消耗，自然產出速度極為緩慢，因此礦山的開采效率和質量對礦山企業的發展至關重要。礦山巷道分為探礦巷道、生產巷道和采礦巷道，其中探礦巷道是為了探明礦體，了解其地質情況，豐富對礦山的認識?？碧椒譃闇\井勘探、直井勘探、斜井勘探、石門勘探、天井勘探、礦脈勘探和礦脈交叉巷道勘探。生產巷道是用于運輸礦石、通風排風、人員通行的巷道，采礦網關的主要功能是方便采礦。

1 分析礦山巷道掘進的影響因素分析

1.1 礦山巷道地質構造

圖1 地質結構圖

在地質構造復雜的情況下巷道掘進過程中經常出現松軟破碎圍巖穿過斷層構造和巖溶裂隙區域，對施工造成一定難度。如圖1地質結構圖所示。礦山各地質層的硬度、穩定性等地質條件都會對隧道掘進質量產生影響，地質構造的影響因素主要有礦石硬度、涌水量、頂底板穩定性等，當巷道頂底板[2]穩定，保護條件和層理良好時，才能順利進行開挖。否則，當地質條件不好時，會影響巷道的掘進進度和質量，大大降低巷道的掘進效率。

1.2 掘進裝備水平

以我國常見的驅動機械為例，通過測試數據可以得出，目前我國礦山巷道驅動區機械設備水平仍然較低，如表1所示，未能實現全部機械自動化，水平較低。仍然有許多傳統但笨拙的人工工具。在國際上，有先進技術和便利的國家，先進的設備也會提高整體效率。巷道掘進過程中會消耗大量的支護物，減緩巷道掘進過程，。

表1 礦山巷道懸臂式掘進機械的性能

1.3 巷道掘進所采取的施工工藝

由于我國目前礦山巷道掘進設備的質量和使用效率較低，嚴重影響后期的施工情況。所以，在實際進行礦山巷道掘進過程中，需要更多的時間來充分支護巷道。例如，在實際掘進過程中，專業施工人員需要使用單錨鉆機進行支護掘進[2]。為了使作業更加順利就需要在安裝上花費很長時間，花費時間太長會使支護的效率直接降低。如果在支護過程花費太多的時間，時間成本增加，就會直接降低整個巷道掘進的效率。因此，只有不斷加強施工工藝，才能有效提升掘金效率。

1.4 巷道掘進施工組織管理水平

隨著社會的不斷發展，許多行業對礦資源的需求越來越大。為了提高經濟效益，就會出現對礦資源盲目開采的現象。采礦過程中沒有對礦山巷道掘進過程進行科學合理地規劃，在實際的施工過程中，由于盲目追求量和施工速度，而忽視了施工質量和施工安全，最后會降低礦資源的有效利用率，甚至浪費資源。在實際的施工過程中，仍然會存在多種類型的安全隱患，如果不加以重視，就會影響工作人員的人身安全。除了包括地質因素、機械設備和施工工藝外，高效的管理水平對巷道掘進作業至關重要。在施工作業的全過程中，需要制定規章制度，需要對整個過程進行監督管理。但目前，大多數企業內部管理機制都有待進一步改進。雖然大多數企業都制定了礦山巷道掘進施工的操作規范和制度，但這些制度在實際工作中并沒有被嚴格落實，大多表現在管理層不作為，施工人員不重視，這樣極其容易產生安全隱患。

2 礦山巷道掘進影響因素的應對技術措施

2.1 推廣地質建模進行勘探

在礦山巷道掘進的實際過程中，應充分重視地質勘探，避免地質構造對巷道的不利影響。首先要注意地質構造的多樣性，然后進行綜合勘探?？梢岳枚喾N科學探測技術進行有效探測，提高地質勘探成果的精度。因此，有必要采用三維地震綜合勘探方法對礦井巷道整體結構進行勘察。在實際勘探過程中，應以三維地震勘探為主要因素，以地質鉆探為必要補充，確?？碧焦ぷ鞯母瞄_展。在開發過程中更需要結合礦山實際狀況進行三維地震勘探。目前的三維地質建模大多數都是針對單層或單礦體，而且基本上層狀構造從二維建模換成三維的，其精準度直接依靠二維解析精度或鉆孔密度。而研究發現利用鉆探、物探、空探、地探、巷探、采掘揭露等數據和三維運算，不僅可以高效處理地質層出現的褶皺、倒轉、缺失等現象，而且可以處理多煤層、斷層、陷落柱等一系列問題。

2.2 提高掘進裝備水平

通過推廣新的巷道掘進技術和設備，例如采用新型的小斷面巖巷掘進機和新型機載除塵系統。目前，大多數礦企業都已經意識到新的巷道掘進裝備和新的作業技術對礦資源生產效率的重要性。此外，在實際施工過程中，還需要加大資金投入，使新設備、新技術得到更廣泛的應用，從而提高礦井巷道掘進自動化機械化水平，最終提高掘進效率?？梢酝ㄟ^建立設施研究實驗室，對掘進技術進行深入理論研究。對工作狀況進行智能監測和智能研究，對不同成分的礦進行嚴格分析，成立有關數據庫，便于開發新技術，開發快速掘進裝備，從而提高礦山巷道掘進的效率。

2.3 優化巷道掘進施工工藝

在作業中，應當采用適當的程序進行交替作業，提高礦山巷道挖掘的速度和效率，使挖掘過程更加安全。我國目前的巷道掘進施工工藝與國外相比差距較大，同時由于設備的性能和質量問題，也使施工工藝相對比較落后。我國的挖掘機設備需要配備只能由人工安裝的單錨鉆機，于是在一定程度上降低了作業效率。在礦山巷道開挖施工的周圍，巷道支護時間占總施工時間的百分之七十，是非常大的占比。所以為了可以提高巷道掘進速度，必須提高支護作業的速度，使兩者相互影響，為了盡可能地縮短其中的時間間隔。此外，由于部分隧道機械設備維修周期短，機械故障頻發，就會導致巷道施工工藝不能連續進行，從而施工速度大大降低，在此基礎上提出集掘、錨、探、支、運一體化的礦山巷道掘進施工工藝，研發機載錨桿鉆臂和可以進行遠程遙控的操作系統、支護支架以及高效掘進機以實現巷道掘進施工作業系統化。

2.4 應用現代化及科學化管理模式

對礦開采企業來說，采用新的巷道掘進技術、施工工藝和機械設備，并且提高施工管理水平，對提升礦山巷道掘進作業效率和所開采的礦資源質量具有十分重要的意義。改變既不科學也不合理的施工管理模式，運用現代化科學的管理模式，一方面，企業要完善相關組織管理制度，做好員工培訓，在一項工作中，人是關鍵，特別是設備操作技術人員的培訓十分重要。通過宣傳和采取一定力度的獎懲制度使參與員工可以高度重視礦山巷道掘進這一環節。在激勵員工工作的同時也要適當降低一線工作人員的勞動強度，直接提高了員工的工作熱情，員工的工作熱情是最簡單最快捷的提高巷道掘進效率的方法?？茖W合理地制定礦生產計劃，并加強對礦生產各環節的監督與排查管理，采用動態管理和過程管理的模式，提高了巷道掘進過程中的開采技術管理水平。在提高各種建設的同時，采用多種動態管理結合的方式來提升礦巷道掘進技術水平?，F已經通過機械設備來進行礦山巷道掘進，因此就需要懂得技術操作的人員去很好地操作機械設備，所以施工企業需要對相關施工人員進行機械設備的各方面知識技能培訓，同時必須嚴格制定施工規章制度，并督促員工嚴格執行，進一步提高施工人員的安全保障，從而保證塊礦資源生產的安全性，才能夠更好地提升礦山巷道掘進的效率和產品的質量。

2.5 重視現場的頂板管理

在巷道掘進過程中，重視施工現場的頂板管理[3]是至關重要的，現場頂板狀況好壞直接影響到礦山巷道掘進過程中的安全性和作業進度。若施工現場頂板管理不夠嚴格，在礦山巷道掘進過程中可能會發生頂板坍塌現象，如果頂板坍塌了，不僅會造成人員的傷亡，也會對機械設備造成嚴重損害，最終導致礦山巷道掘進發生中斷。因此，在進行礦山巷道掘進施工工作之前，必須根據已經有的地質勘探資料和行業內的統一施工要求，合理制定巷道掘進作業規劃，在規劃過程中，根據不同的情況提出在地質條件不同的巷道掘進應該采取的相應頂板管理方法，并制定頂板支護規范，同時根據現場實際情況不斷改進和完善頂板管理制度，保證相對應的頂板管理作用最大化。在礦山巷道掘進過程中，加強對巷道掘進工作面的時刻監督和安全隱患排查是十分重要的，應用科學的超前支護，確保礦山巷道掘進的安全性，避免出現頂板安全問題。

3 結語

綜上所述，影響礦山巷道掘進的因素有很多。在進行巷道掘進時，施工安全和作業效率是兩個關鍵問題，為了在確保安全的同時也提高巷道掘進作業效率，就應該盡最大努力分析影響礦山巷道掘進的各種因素，并在分析影響因素的基礎上研究其相應的應對措施，其目的是為了最大程度地降低施工安全風險，提高礦山巷道掘進的效率和礦資源的產品質量。本次研究是基于已有的學者的研究和數據，并對其展開分析，為研究提供更加嚴謹的實際支持。