巖巷快速掘進技術在錢營孜礦的應用

王玉玨 劉芳

摘要：為解決巖石巷道掘進效率低的難題，提出了以中深孔爆破技術、快速出矸系統(tǒng)及勞動組織優(yōu)化為重要保障的快速掘進技術，保證了施工的良性快速推進，從而實現(xiàn)巖石巷道快速掘進。

關鍵詞：快速掘進 中深孔爆破 快速出矸系統(tǒng) 勞動組織優(yōu)化

隨著礦井規(guī)模的逐漸擴大，掘進效率低，采、掘比例失調的矛盾日益凸顯，生產接替緊張成為制約礦井增產擴能的突出問題。實踐表明，掘進效率低的主要原因在于掘進破巖、裝運技術，施工設備和管理方法的不科學造成的。因此，只有研發(fā)掘進與裝運平行作業(yè)的生產工藝和科學的勞動組織優(yōu)化，才能從根本上解決問題，提高掘進效率和進尺速度。為了改變現(xiàn)有掘進施工工藝，提高掘進效率，錢營孜煤礦突破傳統(tǒng)，大膽創(chuàng)新，積極探索高效快速掘進施工工藝，使巖巷施工技術和優(yōu)勢得到了充分發(fā)揮。

1 工程概況

錢營孜煤西三采區(qū)軌道大巷位32煤層下32-40m。巷道設計長度為3000m，按3‰上坡施工，設計斷面為直墻半圓拱型，凈寬×凈高=5200×4000mm。施工范圍內巷道頂板距W3213采空區(qū)下32-35m，圍巖受采動影響裂隙發(fā)育較破碎。圍巖成份以石英、長石為主，巷道主要受砂巖裂隙水威脅，一般出水量不大，表現(xiàn)為頂底板滴淋、滲水，涌水量為10～20m3/h。

2 機械化作業(yè)線及配套設備

采用以耙矸機、皮帶機、可調節(jié)卸料斜槽、蓄電池電機車為主的機械化作業(yè)線，2臺錨桿機，4臺氣腿式鑿巖機鑿巖，1臺P90耙矸機，12t蓄電池電機車牽，1.5T礦車排矸。掘進工作面出矸系統(tǒng)布置見圖1。

3 施工作業(yè)

3.1 施工方法

采用中深孔爆破巷道掘進技術，人工鉆眼，放炮掘進，錨桿機打錨桿掛網，P-90B耙矸機耙矸，SDJ-80皮帶機運矸、1.5T礦車出貨。按正規(guī)循環(huán)施工，全斷面打眼，采取反向裝藥，多組同時裝藥，全斷面一次起爆。

3.2 施工流程

交接班——安全檢查——裝藥聯(lián)線，放炮——安全檢查（如敲幫、問頂）——沖洗巖面巷幫，初噴，打好臨時支護——打裝頂部錨桿，掛網——打上部炮眼——出矸石——打下部炮眼——復噴迎頭——進行下一循環(huán)作業(yè)——耙矸機前移前進行幫部初噴，打幫部錨桿掛網 ——復噴成巷。

3.3 施工工藝

3.3.1 鉆眼爆破 ①工作面鉆眼選用YT-28氣腿式鑿巖機配2.5m長B22中空六角鉆桿直徑Φ32mm“一”字型鉆頭鉆打進尺炮眼。4臺氣腿式鑿巖機同時作業(yè)，操作人員執(zhí)行五定(人、鉆、位、眼、時)負責制。②采用斜眼掏槽配合輔助掏槽。掏槽眼深控制在2.4m，輔助掏槽眼控制在2.2m。③合理布置炮眼間距。掏槽眼排距取450mm，眼口間距則為1400mm，掏槽眼角度77°，根據巖石硬度進行適當調整。周邊眼間距取300mm，角度為87°。爆破炮眼布置設計見圖2、炮眼參數見表1、爆破參數見表2。施工過程中，可根據巖性和實際情況及時調整打眼眼距、打眼深度、周邊眼和輔助眼眼數、裝藥量等爆破參數，但必須堅持多打眼、少裝藥。④確定最佳炸藥選型。炸藥選用規(guī)格為Φ27×400mm三級煤礦許用水膠炸藥，雷管為2～5段毫秒延期電雷管，最后一段延時不超過130ms，雷管嚴禁跳段使用，現(xiàn)場可根據實際采用2、3、4或3、4、5或2、3、4、5段。雷管采用腳線3m長毫秒延期電雷管，發(fā)爆器選用MFB-200(強力)型發(fā)爆器起爆。

圖2爆破炮眼布置設計

表1炮眼參數

[段

數

2

2

2

3

4

5

5

5

-

炮眼

名稱

掏槽眼

輔助眼

輔助眼

輔助眼

輔助眼

周邊眼

底部眼

水溝眼

總計

炮眼

個數

8

5

2

14

19

37

9

1

96

炮眼直

徑（mm）

32

32

32

32

32

32

32

32

-

炮眼深度（m）

2.2

2.4

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

-

水平 77°

-

-

-

- 87°

-

-

-

垂直

- 90° 90° 90° 90°

- 85° 75°

-

卷/眼

3

3

3

2

2

2

2

2

-

總藥量（Kg）

7.2

4.5

1.2

8.4

11.4

22.2

5.4

0.6

60.9

起爆

順序

Ⅰ

Ⅰ

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅳ

Ⅳ

-

聯(lián)線

方式

串

并

聯(lián)

][炮眼角度

裝藥量]表2爆破參數

[名稱

炮眼利用率

循環(huán)進尺

循環(huán)爆破實體巖石

炸藥消耗量

單位

%

m

m3/循環(huán)

kg

數量

90

2.0

35.55

60.9

名稱

單位巖石炸藥消耗量

單位巖石雷管消耗量

每米巷道炸藥消耗量

每米巷道雷管消耗量

單位

Kg/m3

個/m3

Kg/m

個/m

數量

1.72

2.7

33.8

55.3]

3.3.2 裝巖排矸 ①裝巖方式：采用P-90B耙矸機裝巖，將爆下的巖石經皮帶機進入機頭卸料斜槽，實現(xiàn)連續(xù)出矸。②運輸系統(tǒng)：采用電機車+礦車將掘進工作面的矸石運到硐室外。軌型軌距為600mm，燕尾式水泥軌枕；電機車為蓄電池式，礦車為1.5T礦車。③調車方式：采用調車場調車，每隔500m設一雙軌調車場，調車場長90m，利用離作業(yè)面最近的一個調車場進行調車。

3.3.3 施工輔助作業(yè) 為了加快施工進度，采取輔助工序與主要工序平行作業(yè)、不占用循環(huán)時間的施工方法。每天早班安排一個雜務班進行巷道環(huán)境清理、巷道除塵、軌道維修、挖水溝及修整。采用水溝自流排水，在沒澆筑好永久水溝地段，可采用挖臨時水溝將積水排至水溝。

4 勞動組織

采用和“三八制”作業(yè)，多工序平行施工進行掘進、裝巖和后路噴漿修整，每圓班3個作業(yè)循環(huán)，平均日進尺6m。雜務班負責環(huán)境清理、巷道除塵、軌道維修、挖水溝及修整。雜務班采用一班制(早班)。

5 提高掘進速度的其他條件

①推廣中深孔爆破工藝，不僅一定程度上減少了輔助作業(yè)時間，也提高了勞動生產的效率，而且大量節(jié)省了爆破器材和釬具消耗，炮眼利用率由原來的不到80%提高到現(xiàn)在的90%以上，循環(huán)進尺也由1.6m提高到2m，巖巷月進尺由原來的90m提高到現(xiàn)在的130m，并且杜絕了各類安全事故。②對工藝流程進行細化、優(yōu)化，科學組織，最大限度地安排平行作業(yè)，優(yōu)化工序銜接，摒棄窩工現(xiàn)象。③對施工作業(yè)線設備配置科學選擇、合理配套，最大限度地減少主要工序的作業(yè)時間，減輕工人勞動強度，提高工作效率，如采用多臺鑿巖機同時鑿巖，選用耙矸機、皮帶機和電機車等機械化設備出矸。④對勞動組織進行合理的配置，根據巷道斷面大且出矸量較多的特點，采用“三八制”和雜務班相結合的作業(yè)制度，這樣對合理有效地提高工時利用率有著積極重要的意義。此外，還可以增加耙矸機到迎頭的距離，從而減少移耙矸機的次數，真正意義上實現(xiàn)打眼、臨時支護以及幫部支護等工序之間的平行作業(yè)，保證了空間和時間的有效利用。⑤完善可靠的激勵保障體系，一個完善可靠的激勵保障體系之所以能夠調動人們的積極性和創(chuàng)造性。主要是因為其優(yōu)化施工隊伍內部的勞動組織和管理，采用多種方式調動了職工的生產積極性，對于確保工序的有序銜接、時間和空間的充分利用以及快速掘進的目標有著積極的意義。

6 結束語

錢營孜煤礦巖巷挖掘中采用的是先進的爆破技術、高效的出矸系統(tǒng)以及科學合理的管理施工工序，從而能夠使得施工作業(yè)效率最優(yōu)化，保證各個施工工序能夠順利進行。其中，巖巷月進尺由原來的90m提高到現(xiàn)在的130m，實現(xiàn)了巖巷安全快速掘進，使巖巷施工技術和優(yōu)勢得到了充分發(fā)揮，在集團公司內其技術水平處于領先地位，具有較高的推廣前景。

參考文獻：

[1]張經緯.提高煤礦巷道掘進速度的方法研究[J].科技視界， 2013(22).

[2]張新華.淺談如何提高煤巷綜掘掘進速度[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊)，2009(07).

[3]崔朋輝.堅硬巖巷機械化快速掘進技術在屯留礦的應用[J].中州煤炭，2013(10).