大斷面巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用

文/劉吉旗

大斷面巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用

文/劉吉旗

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,煤礦產(chǎn)量的逐年遞增,采掘銜接緊張的矛盾越來越突出,巖巷掘進(jìn)技術(shù)在煤礦建設(shè)和生產(chǎn)中發(fā)揮著極其重要的作用，決定了擴(kuò)井工程進(jìn)度和發(fā)展效率。作為一個(gè)有著50多年歷史的老企業(yè)，遼寧阜新礦業(yè)集團(tuán)目前所屬各礦井均已進(jìn)入不同程度的改擴(kuò)建階段，其中巖巷施工約占改擴(kuò)建巷道工程量的23%，但巖巷掘進(jìn)月進(jìn)尺卻長期徘徊在60～70m之間。加快礦區(qū)挖潛開發(fā)，已成為事關(guān)礦井可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略工程。因此，遼寧阜新礦業(yè)集團(tuán)以五龍煤礦東翼軌道大巷為試點(diǎn)，通過采取改變永久支護(hù)形式、中深孔爆破、多工序平行作業(yè)等措施，提高了巖巷工程質(zhì)量及掘進(jìn)速度，平均月進(jìn)尺達(dá)到113.8m。

一、地質(zhì)概況

五龍煤礦東翼軌道大巷全長1356m，5‰上坡，是該礦北部擴(kuò)建區(qū)的重要開拓工程。建成以后，將擔(dān)負(fù)整個(gè)東部擴(kuò)建區(qū)的材料、設(shè)備和人員的運(yùn)送任務(wù)。巷道所穿過的巖層巖石硬度系數(shù)f=6～10，頂板淋水不大，巖性以白色粗砂巖、砂質(zhì)頁巖為主，巖層節(jié)理較為發(fā)育。

東翼軌道大巷原設(shè)計(jì)為料石砌碹支護(hù)，三心拱形斷面，掘進(jìn)斷面積20.6m2，凈斷面積14.77m2。見圖1。

圖l原設(shè)計(jì)巷道斷面示意圖

二、施工初期存在的問題

由于料石砌碹是一種繁重的體力勞動(dòng)，工效低、壁后充填量大，需要大量的接頂材料，巷道堆積物較多，施工存在安全隱患，且施工速度較慢。巷道自施工以來，平均月進(jìn)尺僅24.1m，嚴(yán)重制約著東部擴(kuò)建區(qū)的擴(kuò)建速度。

三、主要技術(shù)措施及效果

阜新礦業(yè)集團(tuán)公司巖掘施工隊(duì)通過采取改變永久支護(hù)形式、中深孔爆破、多工序平行作業(yè)等措施，快速順利地完成了東翼軌道大巷余下的1281m的施工任務(wù)，平均月進(jìn)尺113.8m，最高月進(jìn)尺20lm。主要技術(shù)措施如下：

1.修改設(shè)計(jì)，為快速掘進(jìn)創(chuàng)造條件

將巷道水久支護(hù)形式由原來的料石砌碹修改為錨噴支護(hù)，以減少支護(hù)工程量，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。

將巷道斷面形狀由原來的三心拱改為半圓拱，以提高巷道承載能力。

修改設(shè)計(jì)后，巷道凈斷面積為17.6m2，掘進(jìn)斷面積減小為19m2，減少了掘進(jìn)工程量；每米巷道打錨桿11.2套，噴120mm厚混凝土，支護(hù)工程量大為減少，有利于提高巷道掘進(jìn)速度。設(shè)計(jì)修改后的巷道斷面見圖2。

圖2設(shè)計(jì)修改后的巷道斷面示意圖

2.實(shí)行光面爆破，為錨噴支護(hù)奠定基礎(chǔ)

為實(shí)現(xiàn)光面爆破，施工隊(duì)在巷道施工中嚴(yán)格實(shí)行了“兩定”“三保證”制度?！皟啥ā奔创蜓酃ざㄈ?、定位；“三保證”即保證周邊眼間距不大于400mm，保證周邊眼裝藥量不超過l00g/m，保證周邊眼炮泥封口質(zhì)量。巖石較為破碎時(shí)，周邊眼間距縮小為220~250mm，并實(shí)行隔眼裝藥，寧可欠挖，不可超挖。當(dāng)出現(xiàn)超挖時(shí)，盡量用鎬刨，用撬棍橇，盡量避免使用炮崩。周邊眼采用正向裝藥結(jié)構(gòu)，填裝引藥后，再裝填200～300mm炮泥，眼口充填200mm炮泥糊口。通過采取上述措施，光爆眼痕率達(dá)92%，為錨噴支護(hù)創(chuàng)造了良好條件。

3.采用拋擲爆破漏斗楔形掏槽方式，有效提高循環(huán)進(jìn)尺

為提高爆破效率，增加循環(huán)進(jìn)尺，施工隊(duì)在中深孔爆破中采用拋擲爆破漏斗楔形掏槽方式。

其具體做法是：在掏槽范嗣內(nèi)先形成漏斗，增加掏槽眼爆破自由面，提高掏櫓效果。設(shè)計(jì)拋擲漏斗半徑r=600mm，最小抵抗線W= 700～900mm。見圖3掏槽眼布置示意圖。

圖中1~2號(hào)眼為拋擲漏斗眼，3~8號(hào)眼為掏槽眼；掏櫓眼分上下3排布置，眼口距l(xiāng)600mm，眼底距200～400mm。排間距500mm，垂直深度比輔助眼深200mm。前管為毫秒延期電雷管。起爆順序?yàn)椋?~2號(hào)眼為第1段起爆，3~8號(hào)眼為第2段起爆。實(shí)踐表明，采用拋擲爆破漏斗楔形掏槽方式，掏槽深度均達(dá)到了2m以上。

圖3掏槽眼布置示意圖

圖4裝巖機(jī)、車場布置示意圖

4.改造運(yùn)輸系統(tǒng)

料石砌碹期間，采用雙軌過渡式車場調(diào)車，不僅增加了掘進(jìn)期間軌道鋪設(shè)量，而且增加鋪設(shè)永久軌道時(shí)的拆除量，安全間隙得不到保證，同時(shí)也不利于掘進(jìn)期聞砌筑永久水溝作業(yè)。為了克服上述弊端，加快施工速度，施工單位對(duì)運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行改造，即使用單軌浮動(dòng)式車場調(diào)車。

簡易空車道緊跟裝巖機(jī)后（最遠(yuǎn)不超過10m）?？哲囘M(jìn)車場時(shí)，用電瓶車頂入；裝車時(shí)，單輛礦車(3t)用11.4kW調(diào)度小絞車牽至裝巖機(jī)卸矸槽下，裝滿后再用11.4kW小絞車牽出，如此反復(fù)，等4輛礦車裝滿后，用電瓶車一同牽出。同時(shí)，為了避免空車調(diào)運(yùn)時(shí)間長，將空車線長度控制在40～90m，加快了礦車的周轉(zhuǎn)速度，平均每班出車32車，最高一個(gè)班出車49車。裝巖機(jī)、車場布置見圖4。

在此基礎(chǔ)上，施工單位使用5臺(tái)風(fēng)鉆同時(shí)打眼，當(dāng)?shù)雇旯ぷ髅嬉粋?cè)渣后，該側(cè)下部打眼（用兩部風(fēng)鉆）與另一側(cè)倒渣同時(shí)施工，且倒渣還與清理耙?guī)r機(jī)后巷道兩側(cè)浮渣平行作業(yè)。同時(shí)，還通過采取噴漿與維修掘運(yùn)設(shè)備平行、釘?shù)琅c車場平行、敲幫問頂與施工前準(zhǔn)備平行等方式，組織多工序平行交叉作業(yè)，在8h內(nèi)完成了兩個(gè)正規(guī)循環(huán)，大大加快了掘進(jìn)速度。

（作者單位：阜新礦業(yè)集團(tuán)公司）

（責(zé)任編輯：周瓊）