“今天的进尺就是明天的产量”这句话生动地道出了掘进进尺对于煤矿发展的重要意义。如何安全高效快速掘进，一直是煤矿技术创新的主攻方向之一。今年以来，淮河能源集团谢桥矿加大煤巷掘进技术攻关力度，应用三心拱断面施工工艺，在加快掘进速度的同时，收到了安全、高效、低成本等效果。

实现安全三大利好

“三心拱，是指掘进断面拱形由三段相内切的圆弧构成，三段圆弧有三个圆心，圆弧过渡平滑。三心拱断面顶部较平，拱高较低，破顶量小且空间利用率高，抗顶压能力也比较强。”谢桥矿生产技术科煤巷技术专员郭海峰说。

近年来，该矿随着开采不断延伸，煤巷掘进矿压显现越来越明显，容易出现巷道变形、锚杆锚索切断等风险和隐患。单纯靠增加支护密度来加大支护强度，不仅增加材料成本和人力成本，而且降低工作效率。

为保证安全掘进，该矿认真研究分析巷道施工设计方案，应用三心拱断面施工工艺，较好地解决了这一难题。

“该矿煤层倾角平均在15度左右，按照传统做法，煤巷掘进在采用斜顶梯形断面时，由于低帮侧巷道较低，如再发生巷道底鼓，巷道内的皮带就有触碰风筒的风险。”该矿生产技术科科长彭大鹏说，“我们创新应用三心拱断面施工工艺，实现了安全上的三大利好，即让巷道顶肩形成拱形，压力由顶部向两帮分解，受力性能较好；在应力集中的巷道肩部增加了抗剪切能力，减少了肩部断锚现象，提高巷道安全性；拱形断面在充分利用围岩自身强度，使得自身抗压性能较好，减少巷道变形量和维修量的同时，有效提高了巷道使用断面，保证了掘进期间设备和管线的安全空间。”

月均单进至少提高20米

笔者了解到，该矿先后在2222（1）轨道顺槽、21316轨道顺槽和21316运输顺槽掘进施工中应用了三心拱断面施工工艺。实践证明，该工艺不仅保障了掘进工作的安全，而且提高了巷道月度综合单进水平，其中21316轨道顺槽月单进提高了40米，21316运输顺槽月单进提高了20米。

“三心拱断面施工工艺充分利用巷道围岩自身强度，承压效果较好，从设计源头优化了支护参数，可以增大锚索排距，降低支护密度，大幅提高施工效率，巷道月度综合单进至少提高了20米，真正实现了安全高效快掘的目的。”彭大鹏说。

该矿在实践中还发现，应用该工艺后巷道表面位移量明显减少，从而减少了频繁卧底、刷帮等巷修工作量。掘进三区302队副队长程大庆清楚地记得，2021年5月，他们在11216运输顺槽应用传统的梯形断面施工工艺，巷帮位移量大，底鼓严重。为此，他们集中开展了一个多月的突击卧底。“那段时间把大伙儿累得够呛。2022年，我们在2222（1）轨道顺槽应用三心拱断面施工工艺，活儿就轻松多了，相比斜顶梯形断面巷道卧底量减少了近三分之二。”程大庆如是说。

支护成本降低40%

三心拱断面施工工艺在该矿21316运输顺槽得到了全面应用。笔者走进该工作面，看到巷道三心拱断面上整齐地排列着锚杆和锚索。

现场跟班的掘进三区技术主管郑念尹介绍说：“三心拱断面施工工艺不仅提高了巷道支护强度，而且大幅降低了支护成本。以前不久我区302队施工完毕的2222（1）轨道顺槽为例，应用三心拱断面施工工艺与传统的梯形断面施工工艺相比，每米巷道可节省各类型锚索及附件6套、锚杆及附件2套、各类型钢带5.5根、锚固剂19卷等生产材料。”

应用三心拱断面施工工艺究竟降耗成效如何？该矿物管科供应队队长安修芳给笔者算了一笔账：“三心拱断面施工工艺与梯形断面工艺相比，每米巷道可节省支护材料费1900余元，成本降低40%。”

笔者从该矿物管科了解到，安修芳算的账仅仅是直接节省的支护材料费，如果算上减少的巷道卧底刷帮工作量，以及由此产生的材料费、人工费、机械设备费等，其所节省的成本将更加可观。

“只有创新才能突破，下一步我们将继续在煤巷掘进方面积极探索，持续推广应用好三心拱断面施工工艺，在安全的前提下提高煤巷综合单进水平，为确保矿井生产接续奠定坚实基础。”管理该矿掘进工作的负责人表示。    （魏强 万文章）

（原载于《中国煤炭报》2023年3月2日 三版）