大斷面巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用

摘要：隨著我礦現(xiàn)有資源瀕臨枯竭，礦區(qū)的開(kāi)發(fā)工程迫在眉睫，如何實(shí)現(xiàn)大斷面巖巷的快速掘進(jìn)，直接決定了礦區(qū)的開(kāi)發(fā)進(jìn)度。我礦以中央膠帶大巷為試點(diǎn)，通過(guò)引入全液壓鉆車(chē)與挖掘式履帶挖掘機(jī)等設(shè)備，經(jīng)過(guò)優(yōu)化爆破參數(shù)、改良施工工序、合理安排勞動(dòng)組織等方法，在大斷面巖巷炮掘方面實(shí)現(xiàn)了大的提升。

關(guān)鍵詞：大斷面 巖巷 掘進(jìn)

1 簡(jiǎn)述

五陽(yáng)煤礦始建于1956年，1963年正式投產(chǎn)，原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為0.9Mt/a，經(jīng)1980-1985年的兩次改擴(kuò)建工程， 2008年6月，經(jīng)山西省煤炭工業(yè)局核定礦井生產(chǎn)能力為3.00Mt/a。隨著我礦現(xiàn)有資源瀕臨枯竭，礦區(qū)的開(kāi)發(fā)工程迫在眉睫，如何實(shí)現(xiàn)大斷面巖巷的快速掘進(jìn)，直接決定了礦區(qū)的開(kāi)發(fā)進(jìn)度。我礦以中央膠帶大巷為試點(diǎn)，通過(guò)引入全液壓鑿巖臺(tái)車(chē)、挖掘式履帶挖掘機(jī)等設(shè)備，經(jīng)過(guò)優(yōu)化爆破參數(shù)、改良施工工序、合理安排勞動(dòng)組織等方法，在大斷面巖巷炮掘方面實(shí)現(xiàn)了三級(jí)跳。

2 工作面概況

中央膠帶大巷位于井田西側(cè)，傾角4°40'，長(zhǎng)度2605m，位于Ⅷ砂巖下部，掘進(jìn)過(guò)程中將穿過(guò)Ⅷ砂巖進(jìn)入Ⅸ砂巖；巷道瓦斯絕對(duì)涌出量0.5m3/min；最大涌水量20m3/h，正常涌水量為5m3/h。

3 配套設(shè)備及支護(hù)簡(jiǎn)介

3.1 巷道設(shè)備及工具配置情況 ①打眼設(shè)備：CMJ2-

27全液壓鉆車(chē)。②出渣：ZWY-150/55L型履帶挖掘機(jī)、橋式轉(zhuǎn)載皮帶、SJ-80膠帶輸送機(jī)、梭式礦車(chē)。③支護(hù)工具：MQT-130錨桿鉆機(jī)兩臺(tái)、B290氣腿式鑿巖機(jī)。④通風(fēng)設(shè)備：FBDY-6.0（2×15KW）對(duì)旋式風(fēng)機(jī)兩套。⑤輔助運(yùn)輸設(shè)備：WC3ED無(wú)軌膠輪車(chē)一臺(tái)。

3.2 中央膠帶大巷支護(hù)情況 巷道斷面呈直墻半圓拱形斷面，寬5.7m，直墻高1.7m，掘進(jìn)斷面為22.7m2。采用錨噴支護(hù)，全斷面一次成巷的作業(yè)方式。全斷面每排13根錨桿，排距1200mm，間距950mm；拱部9根，墻部每側(cè)兩根。錨索：采用矩形布置，每排布置3根，排距2400mm，錨索間距1900mm。錨桿規(guī)格為φ22mm、L=2.4m；錨索規(guī)格為φ18.9mm、L=6.3m。錨桿支護(hù)完畢后采用噴漿封閉，砼層厚度為100mm，強(qiáng)度C25。

4 施工工藝流程

4.1 生產(chǎn)組織情況 巷道掘進(jìn)過(guò)程中采用雙激光控制巷道中腰線，生產(chǎn)組織為“四六”制作業(yè)，即：四個(gè)生產(chǎn)班，每班六個(gè)小時(shí)，檢修利用出渣時(shí)間對(duì)液壓鉆車(chē)進(jìn)行檢修，打眼時(shí)間對(duì)挖掘式裝載機(jī)進(jìn)行檢修。生產(chǎn)班人員配置：一名跟班隊(duì)干兼驗(yàn)收員，兩名班組長(zhǎng)（兼職司機(jī)）、三名爆破員、四名兩組鉆機(jī)工，合計(jì)10人。

4.2 工藝流程 施工工序：工作面打眼→退液壓鉆車(chē)→瓦檢及裝藥→灑水降塵（同時(shí)設(shè)備設(shè)施防護(hù)）→爆破→瓦檢及灑水降塵→進(jìn)裝載機(jī)并扒出作業(yè)平臺(tái)→找凈活渣、臨時(shí)支護(hù)→拱部支護(hù)→扒凈活渣→拱基線下部支護(hù)→退裝載機(jī)進(jìn)液壓鉆車(chē)開(kāi)始下一循環(huán)作業(yè)。

5 爆破工藝簡(jiǎn)介及優(yōu)點(diǎn)

5.1 準(zhǔn)直眼掏槽爆破技術(shù)（詳見(jiàn)附表） 該項(xiàng)爆破技術(shù)的核心是：首先在工作面上布置5個(gè)中心次掏槽孔和多個(gè)主掏槽孔，中心次掏槽孔為直眼，主掏槽孔為準(zhǔn)直眼與工作面呈81°的夾角；主掏槽孔裝70%左右的炸藥，中心次掏槽孔裝20%左右的炸藥；主掏槽孔先于中心次掏槽孔起爆。結(jié)合了直眼掏槽和斜眼掏槽各自的優(yōu)點(diǎn)，中心直眼與準(zhǔn)直眼配合，采用合理時(shí)間間隔進(jìn)行分層分次爆破，槽腔大、效率高、成本低。

5.2 準(zhǔn)直眼掏槽爆破工藝優(yōu)點(diǎn) ①提高了炮眼利用率，不僅實(shí)現(xiàn)了光面爆破，而且炮眼數(shù)目由原來(lái)臺(tái)階成巷時(shí)的炮眼個(gè)數(shù)110個(gè)左右，降低到了65個(gè)左右。②鉆眼時(shí)要掌握“準(zhǔn)、平、直、齊”四要點(diǎn)，即點(diǎn)眼要準(zhǔn)確，釬桿要平，眼要直，眼底要落在一個(gè)垂直面上，使爆破后掌子面成型較以往明顯提升。③利用CHB-2000型電爆網(wǎng)絡(luò)全電阻測(cè)試儀對(duì)爆破網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行檢查，F(xiàn)D200XS（C）聯(lián)鎖數(shù)顯遙控發(fā)爆器進(jìn)行全斷面一次起爆，它能夠根據(jù)雷管數(shù)目自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出峰值電壓，避免了丟炮現(xiàn)象。

6 配套設(shè)備優(yōu)點(diǎn)

①兩套設(shè)備的外形尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊、功能多、效率高，行走靈活的特點(diǎn)，不僅在本巷道中適于配套設(shè)備使用，而且拆解尺寸及重量均較小，解體及安裝簡(jiǎn)單。②兩套設(shè)備底盤(pán)均為整體剛性組合履帶行走機(jī)構(gòu)，行走采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，操縱支腿閥驅(qū)動(dòng)前后兩側(cè)支腿穩(wěn)定設(shè)備，作業(yè)時(shí)保持了設(shè)備穩(wěn)定性和可靠性。③兩設(shè)備的液壓系統(tǒng)先進(jìn)。鑿巖系統(tǒng)采用逐步打眼機(jī)構(gòu)，在開(kāi)始鑿孔時(shí)可緩慢沖擊，待孔定位后可逐步加壓到最大沖擊能量，當(dāng)鑿巖終止時(shí)可自動(dòng)停止。④雙臂鑿巖機(jī)動(dòng)靈活。兩套鉆臂及推進(jìn)器互相獨(dú)立，鉆臂具有六種動(dòng)作，補(bǔ)償定位準(zhǔn)確。行程倍比結(jié)構(gòu)由推進(jìn)油缸、滑輪組、鋼絲繩、鑿巖機(jī)滑板和鋼絲繩張緊裝置組成。推進(jìn)油缸行程為1265mm，鉆孔深度為2530mm。⑤挖掘式裝載機(jī)使得巖巷掘進(jìn)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)生產(chǎn)，做到了高效率出渣。它通過(guò)履帶推進(jìn)鏟取巖石并通過(guò)鏟斗將渣塊扒進(jìn)自身的刮板輸送機(jī)后，尾部將巖石卸入轉(zhuǎn)載設(shè)備。⑥挖掘式裝載機(jī)對(duì)巷道坡度及塊度的適應(yīng)性好。在巷道傾角小于32°范圍進(jìn)行作業(yè)，同時(shí)出渣條件較為寬松，能夠滿(mǎn)足620mm×740mm通過(guò)輸送機(jī)。

7 施工效果

在采用傳統(tǒng)爆破工藝施工時(shí)，月進(jìn)度50m。2012年8月，在新設(shè)備的人員現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)階段，月進(jìn)度58.2m；2012年9月，由巷修隊(duì)正式實(shí)施，月進(jìn)度達(dá)到93m，考慮到超前鉆4天時(shí)間，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)間26天即達(dá)到3.1m/日；2012年10月全月進(jìn)尺達(dá)到103m，考慮到超前鉆4天時(shí)間，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)間27天，即達(dá)到3.3m/日。今年2月份通過(guò)配套梭式礦車(chē)、更換新型挖掘機(jī)、合理安排勞動(dòng)組織等方法，實(shí)現(xiàn)了日進(jìn)兩個(gè)循環(huán)（4.4m），3月份創(chuàng)最好水平140.7m。

8 技術(shù)總結(jié)

①全液壓鉆車(chē)使用后，達(dá)到每循環(huán)2排（2.4m）的效果，循環(huán)進(jìn)尺的提高大大節(jié)約了各工藝交叉和準(zhǔn)備時(shí)間，包括打眼、爆破、出渣、支護(hù)等工序的時(shí)間等等。②新工藝使得炮眼數(shù)目從110個(gè)左右降至70個(gè)，打眼時(shí)間大大縮短，而且成型規(guī)整。③出渣由于實(shí)現(xiàn)了連續(xù)作業(yè)，時(shí)間明顯縮短。中央膠帶大巷采用傳統(tǒng)工藝出渣時(shí)，耙斗裝巖機(jī)出渣僅拱部需要3h以上；而挖掘式裝巖機(jī)出渣時(shí)，全斷面2排僅需要4h左右（外聘熟練操作工僅3h），不僅勞動(dòng)量減少，而且出渣效率明顯提高。④炮眼打設(shè)時(shí)間明顯縮短。鉆車(chē)操作時(shí)，每個(gè)炮眼鉆孔時(shí)間從原來(lái)6min/孔（1.1m）提升至3min/孔（2.4m），效率明顯提升。傳統(tǒng)工藝工作面設(shè)4臺(tái)風(fēng)鉆打眼，僅在拱部打眼就需要3h以上（僅1排），但采用鉆車(chē)后全斷面打眼需要3h左右（2排），含清孔時(shí)間。⑤施工安全性明顯提高。以往人工打眼需要在渣堆或工作臺(tái)上作業(yè)，而采用鉆車(chē)作業(yè)時(shí)，能夠根據(jù)炮眼位置情況自動(dòng)調(diào)整鉆臂，同時(shí)兩鉆機(jī)同時(shí)作業(yè)，大大提高了操作人員的安全性能。⑥此配套設(shè)備與掘進(jìn)機(jī)相比成本低，備件材料費(fèi)用低，維護(hù)簡(jiǎn)單。

9 存在問(wèn)題及發(fā)展方向

①中央膠帶大巷是以負(fù)4°下坡掘進(jìn)施工，液壓鉆車(chē)現(xiàn)油泵采用水冷卻法，增加工作面的排水工作面，就此問(wèn)題我礦已與廠家溝通，將液壓鉆車(chē)油泵改用風(fēng)冷卻法。②我礦正在積極與廠家聯(lián)系，優(yōu)化鉆爆臺(tái)車(chē)釬桿鉆臂加長(zhǎng)，提高炮眼深度至3m，增加單循環(huán)進(jìn)尺。

參考文獻(xiàn)：

[1]周軍民.突出煤層煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)的實(shí)踐[J].中州煤炭，2008（06）.

[2]鄧維元.大斷面巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)的研究[J].山西焦煤科技，2010（05）.

[3]鄧維元.錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)在大斷面巷道施工中的應(yīng)用[J].山西焦煤科技，2010（09）.

作者簡(jiǎn)介：

常春鋒（1980-），男，山西長(zhǎng)子人，助理工程師，從事生產(chǎn)技術(shù)管理工作。