矿山井巷工程快速掘进装备选型与施工效率提升策略

引言

当前矿山井巷施工常因设备选择不当或工序组织松散导致进度滞后。面对复杂地质条件和紧张工期，亟需制定切实可行的快速掘进方案。本文聚焦两大核心环节：一是设备选型如何精准匹配实际工况，二是施工过程如何减少时间浪费。通过系统分析选型原则与现场管理措施，为矿山工程提供可落地的效率提升路径。

一、设备选型

设备性能必须与施工需求严格匹配，重点关注以下三方面：

地质条件决定设备类型：设备选型首先要依据地质勘察报告。在坚硬完整的岩层中施工，需选择大功率硬岩掘进机或高效液压凿岩台车。当遇到破碎岩层时，应选用切割扰动小的综掘设备，同时必须配合超前支护措施。对于含水地层，设备需具备防水性能，并在巷道低洼处设置排水泵站。若存在瓦斯等有害气体，设备还需满足防爆要求，并安装气体监测装置。地质条件的复杂性决定了没有通用设备，必须按实际情况定制方案。

工程参数限定设备规格：巷道尺寸和线路走向直接约束设备选择。施工长距离直线大断面巷道时，全断面隧道掘进机较为适用，其一体化掘进与支护功能可减少工序转换。在煤矿多分支巷道中，受限于狭窄空间和频繁转弯，宜采用模块化小型设备。对于急弯巷道，铰接式掘进机的分段式结构可实现灵活转向。巷道坡度超过15 度时，设备需配备防滑装置，避免施工中发生位移。设备进场前需现场复核巷道尺寸，确保机体与支护空间留有安全间隙。

系统配套保障连续作业：掘进效率取决于各环节设备的协同性。设备选型时要核算系统匹配度：掘进机的切割能力需与运输设备载重相匹配。支护设备应与掘进进度同步，锚杆台车宜紧跟掘进机作业，实现"掘支平行"。设备外形尺寸必须严格控制在巷道设计净空内，通常预留0.5 米以上的检修通道。在巷道规划阶段应考虑设置设备避让硐室，间距约 200 米，便于故障设备临时移出。

二、施工过程优化

（一）工序衔接优化

爆破作业完成后应立即启动通风系统，采用大功率局部通风机进行强制通风，确保工作面空气质量符合安全标准。通风时间应根据爆破当量、巷道断面和通风距离精确计算，通常控制在 25-35 分钟范围内。出渣作业与初期支护应实现空间平行作业，当装载机在前端出渣时，支护班组应在后方 5-8 米安全距离内同步开展锚网支护作业。材料准备应建立双循环机制，当前循环作业进行至70%进度时，材料员即应开始准备下一循环所需全部材料，包括爆破器材、支护材料和设备耗材。重点管控工序转换时间节点，建立工序交接确认制度，确保各环节无缝衔接。爆破后出渣开始时间应控制在 45 分钟以内，支护作业与掘进工作面的距离不得超过12 米。

（二）人员组织改进

巷道施工需要建立专业化的作业团队，通常划分为掘进、支护、运输和机电四个主要班组。每个班组配备8-10 名经过专业培训并持证上岗的作业人员，其中设置 1 名负责现场指挥的班长和 1 名专职安全员。同时，采用四班三运转的轮班制度，即四个班组轮流作业，每个班组工作 8 小时后休息 24 小时，确保施工连续性。交接班时采取 30 分钟重叠交接，交班人员需详细介绍设备状况和施工进度，接班人员提前到岗熟悉情况。

每月安排 20 小时的专业技能培训，内容包括设备操作规程、施工工艺标准、安全防护措施和应急处理方法。建立完善的考核制度，将班组的工作效率、工程质量和设备维护情况与绩效工资直接挂钩。定期开展岗位技能竞赛，设置掘进速度、支护质量和故障排除等考核项目，对表现优异的班组和个人给予奖励。新员工上岗前必须完成72 小时的安全培训和岗位实习，经考核合格后方可独立作业。

施工过程中实行班长负责制，班长对本班组的安全生产和施工质量负全责。安全员负责监督作业现场的安全措施落实情况，有权制止违章作业行为。

（三）技术措施增效

掘进施工应采用掘锚护一体化设备，这种设备能够同时完成截割、临时支护和永久支护作业，实现工序无缝衔接。通过设备升级，单循环作业时间可控制在 100 分钟以内，相比传统工艺效率提升约 30% 。爆破作业要根据实际揭露的岩层情况及时调整参数，掏槽眼采用直眼掏槽方式布置，眼距保持在 400-450mm 之间；周边眼间距不超过 300mm ，装药时采用间隔装药技术，既能保证爆破效果，又能减少超挖现象。

设备维护实行三级保养制度：每天检查液压系统压力是否正常，油温是否在允许范围内；每周测量截齿磨损情况，及时更换磨损严重的截齿；每月进行一次全面检修，重点检查液压系统、电气系统和机械传动部件。针对设备关键运行参数，设置合理的报警阈值，当参数异常时及时预警，避免设备带病作业。建立完善的备件管理制度，对易损件保持合理库存，常用备件库存量应能满足 7 天连续作业需求，特殊备件要建立快速采购渠道。同时，技术人员要定期收集设备运行数据，分析设备使用效率，及时发现并解决影响效率的技术问题。要建立技术档案，详细记录每次设备故障情况、处理方法和维修效果，为后续设备维护提供参考。针对特殊地质条件，要提前制定专项技术方案，确保施工安全和效率。

三、持续改进机制

（一）现场问题及时解决

要建立完整的施工日志记录体系，每日详细记录各工序作业时间、设备运行状态和异常情况。重点关注循环作业时间偏差，当单循环时间超过标准值 15%时，需立即组织技术分析。采用 PDCA 循环方法处理现场问题：对设备故障导致的延误，需在 24 小时内完成故障分析报告；对工序衔接不畅的情况，应在 3 个工作日内制定改进措施。每周召开生产协调会，参会人员包括施工队长、技术负责人和各班组组长，会议重点分析上周生产数据，调整爆破参数、支护工艺等关键施工参数。改进措施实施后需跟踪验证效果，通常以 3 个作业循环为观察周期，确保改进方案切实有效。

（二）成熟经验标准化

编制三级标准化文件体系：基础层为设备操作规程，详细规定每台设备的安全操作要点和维护保养要求；中间层为工序作业指导书，明确各施工环节的质量控制标准和验收要求；顶层为项目管理手册，整合各类优化方案和典型案例。标准化文件采用活页装订形式，便于动态更新。新项目开工前，组织技术人员对既往项目的优化方案进行适用性评估，选取可复用的工艺工法。建立经验反馈数据库，按地层条件、设备类型等分类存储成功案例，供后续项目参考。每季度组织标准化文件评审，确保内容与实际施工需求保持一致。

结语

矿山井巷快速掘进需设备选型与施工管理双管齐下。选择符合地质条件和工程需求的设备，配合紧密衔接的工序安排、专业化的劳动组织及持续优化的现场管理，才能实现安全高效的快速施工。该方案已在多个矿山工程验证，具有普适性和可操作性。

参考文献

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