巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用研究

孟新合

摘要：巷道快速掘進(jìn)就是采用合理的掘進(jìn)破巖、裝運(yùn)和支護(hù)技術(shù)，科學(xué)管理施工各個(gè)工序，使每個(gè)工序用時(shí)最少、各個(gè)工序之間轉(zhuǎn)換順暢，使巷道施工技術(shù)和組織管理優(yōu)勢(shì)都能夠良好發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)巖巷炮掘單進(jìn)水平的提升。

關(guān)鍵詞：巖巷快速掘進(jìn)；勞動(dòng)組織優(yōu)化

一、工程概況

某礦皮帶大巷1條主要運(yùn)輸巷，巷道斷面為直墻半圓拱形，規(guī)格為4200 mm×3600mm。該掘進(jìn)工作面巖性為砂質(zhì)泥巖、中細(xì)粒砂巖。巷道采用錨網(wǎng)噴支護(hù)，錨桿間排距為800mm×800mm，誤差不大于100mm。拱部錨桿錨固力不小于120 kN，預(yù)緊力矩不小于200Nm；幫錨桿錨固力不小于100 kN，預(yù)緊力矩不小于150 Nm。打錨桿時(shí)拱基線以上拱部鋪設(shè)金屬網(wǎng)片，兩幫直墻部分不掛網(wǎng)，金屬網(wǎng)規(guī)格2000mm×1000mm，網(wǎng)目100mm×100mm，搭接100mm，扎絲間距300 mm，采用雙股14#鐵絲雙邊綁扎。

二、快速掘進(jìn)裝備及材料配備

采用“一掘一初噴+復(fù)噴”施工工藝，其裝備及材料配備為：YTP-26型風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)6臺(tái)（2臺(tái)備用）；2.4/2.6 m鉆桿；一字型鉆頭；P-90B型斗式耙矸機(jī)1臺(tái)；MQT-130CM型錨桿機(jī)2臺(tái)；PC5T噴漿機(jī)2臺(tái)（1臺(tái)備用）；G10型風(fēng)鎬2臺(tái)；JZB-600型激光指向儀1臺(tái)。35mm×300mm三級(jí)煤礦許用乳化炸藥；毫秒延期電雷管；MFB-150隔爆型爆破發(fā)爆器1臺(tái)。

三、實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

1施工工藝

（1）工藝流程。對(duì)傳統(tǒng)的施工工藝流程進(jìn)行細(xì)化、優(yōu)化，科學(xué)組織，最大限度地安排平行作業(yè)。由技術(shù)負(fù)責(zé)人現(xiàn)場(chǎng)跟班，優(yōu)化工序間的銜接，摒棄窩工現(xiàn)象，測(cè)試優(yōu)化后各工序的耗時(shí)。經(jīng)試驗(yàn)測(cè)試將正規(guī)循環(huán)細(xì)化為“打上部眼（出矸）→耙下部矸→打下部眼（出矸）→打幫錨（出矸）→連線裝藥→爆破→打頂錨（出矸）→初噴”，完成該“八工序”視為完成1個(gè)小循環(huán)。

（2）勞動(dòng)組織。將傳統(tǒng)的“三八”作業(yè)制改為“四八”交叉平行作業(yè)制。在原2個(gè)掘進(jìn)班、1個(gè)噴漿班的基礎(chǔ)上增加1個(gè)交叉掘進(jìn)班。3個(gè)掘進(jìn)班實(shí)行“三八”作業(yè)制，每班掘進(jìn)完成1個(gè)小循環(huán)。噴漿班與交叉掘進(jìn)班平行作業(yè)，不單獨(dú)占用時(shí)間。該作業(yè)方式的勞動(dòng)組織形式暫稱之為“四八”交叉平行作業(yè)制。交叉掘進(jìn)班在耙矸機(jī)前掘進(jìn)，噴漿班在耙矸機(jī)后復(fù)噴成巷。掘進(jìn)班每班出勤18人，噴漿班每班出勤15人，交叉掘進(jìn)班出勤8人。

（3）作業(yè)方式。改進(jìn)傳統(tǒng)的作業(yè)方式“一掘一錨，二掘一噴”（2個(gè)班掘進(jìn)，1個(gè)班挖基礎(chǔ)和噴射混凝土成巷）為“一掘一初噴+復(fù)噴”（3個(gè)班掘進(jìn)，噴漿班與交叉掘進(jìn)班利用巷道耙矸機(jī)前后的空間進(jìn)行交叉平行作業(yè)）。將錨噴巷道的噴射混凝土工序部分與掘進(jìn)工序平行作業(yè)，增加噴漿機(jī)，工作面初噴和耙矸機(jī)后成巷施工同時(shí)進(jìn)行。

2爆破技術(shù)

推行中深孔全斷面一次爆破技術(shù)，改進(jìn)傳統(tǒng)巖巷掘進(jìn)工藝，使生產(chǎn)逐步從傳統(tǒng)的臺(tái)階法施工和淺眼多循環(huán)的框架中解放出來，提高了單循環(huán)進(jìn)尺，減少了循環(huán)次數(shù)和輔助作業(yè)時(shí)間。通過不斷試驗(yàn)、摸索、改進(jìn)，掌握了適合不同巖性中深孔爆破技術(shù)的炮眼布置、深度、裝藥量、封泥長(zhǎng)度等爆破參數(shù)，解決了常見的“抽炮”難題，巖巷光爆成型質(zhì)量大幅度提升，炮眼利用率由原來的85%提高了10余個(gè)百分點(diǎn)。單循環(huán)進(jìn)尺可增加0.3-0.7 m，每月按70個(gè)循環(huán)計(jì)算，月度巖巷進(jìn)尺可增加30余m。

3雙循環(huán)作業(yè)法

堅(jiān)持正規(guī)循環(huán)作業(yè)，采用“雙循環(huán)作業(yè)法”，小循環(huán)為大循環(huán)創(chuàng)造條件，大循環(huán)為小循環(huán)打好基礎(chǔ)，大循環(huán)套小循環(huán)，大小循環(huán)相輔相成?！半p循環(huán)作業(yè)法”使掘進(jìn)工藝持續(xù)、良性推進(jìn)，小循環(huán)正規(guī)循環(huán)率在90%以上，大循環(huán)正規(guī)循環(huán)率在95%以上。

（1）小循環(huán)。掘進(jìn)班完成“八工序”為完成1個(gè)小循環(huán)，小循環(huán)進(jìn)尺1.6-2.4 m；每個(gè)圓班完成3個(gè)小循環(huán)，合計(jì)進(jìn)尺5.0.7.2 m。小循環(huán)拱部每排打頂錨桿7根，兩幫每排打4根幫錨桿（爆破前打幫錨桿）。拱部掛網(wǎng)，兩幫不掛網(wǎng)，爆破后掛網(wǎng)打頂錨桿永久支護(hù)到掘進(jìn)面，初噴至覆蓋網(wǎng)片為宜。

（2）大循環(huán)。在掘進(jìn)班掘進(jìn)小循環(huán)良性推進(jìn)的積極配合下，噴漿班每5d完成“鋪道、移耙矸機(jī)、復(fù)噴成巷”為1個(gè)大循環(huán)，大循環(huán)進(jìn)尺25-35m。

4管理機(jī)制和方法

（1）細(xì)化職責(zé)，加強(qiáng)考核。在礦內(nèi)部市場(chǎng)化平臺(tái)的基礎(chǔ)上，該隊(duì)加強(qiáng)精細(xì)化管理，細(xì)化考核單元。材料消耗被納入市場(chǎng)化機(jī)制，實(shí)現(xiàn)“區(qū)隊(duì)對(duì)班組、班組對(duì)個(gè)人”考核，形成了人人頭上有指標(biāo)的管理模式。在配件消耗上，設(shè)備、工具包機(jī)到人，編號(hào)管理，建立考核臺(tái)賬。對(duì)維修配件費(fèi)用消耗進(jìn)行考核，由區(qū)隊(duì)考核班組，班組再考核到個(gè)人。

（2）狠抓現(xiàn)場(chǎng)，加強(qiáng)管理。區(qū)隊(duì)成本管控，關(guān)鍵看工作現(xiàn)場(chǎng)。為嚴(yán)控成本，該礦從巖巷光爆、頂幫錨間排距管理入手，嚴(yán)格成本管控。從施工工藝等源頭上，每個(gè)區(qū)隊(duì)都嚴(yán)格控制材料投入，努力降低生產(chǎn)成本；在管理細(xì)節(jié)上，確保每個(gè)區(qū)隊(duì)都做到精細(xì)化管理，提高工效。

5動(dòng)車組管理法

動(dòng)車組不僅需要火車頭，還要擁有各節(jié)車廂的驅(qū)動(dòng)裝置來提供動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)高速行進(jìn)。

（1）多臺(tái)施工機(jī)械設(shè)備配套使用。耙矸機(jī)、噴漿機(jī)、錨桿鉆機(jī)、鑿巖機(jī)、電機(jī)車和激光定向儀等多臺(tái)機(jī)械設(shè)備配套使用方案的實(shí)施，是快速、高效率掘進(jìn)的基礎(chǔ)。高素質(zhì)、熟練操作各種機(jī)械設(shè)備的掘進(jìn)隊(duì)伍是確保快速、高效率掘進(jìn)的關(guān)鍵。

（2）精細(xì)化、優(yōu)化各工種工序銜接。編制各工種循環(huán)作業(yè)圖表，提升單工種工效。對(duì)各工種作業(yè)工序科學(xué)組織、優(yōu)化設(shè)計(jì)，把鑿巖機(jī)司機(jī)、插釬工、耙矸機(jī)司機(jī)、背藥工、推車工、噴漿工等工種工序制成循環(huán)作業(yè)圖表，讓各工種員工知道自己怎樣干，怎樣提高作業(yè)效率，指導(dǎo)各工種提高單工種工效。

（3）班組和諧，優(yōu)化小循環(huán)工藝。在正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖表中，把“為下班備好風(fēng)水繩”作為交接班的硬指標(biāo)項(xiàng)，每班可節(jié)約30-40 min用于生產(chǎn)。

（4）4臺(tái)鑿巖機(jī)同時(shí)作業(yè)。在14.4m2斷面的大巷中布置4臺(tái)YTP-26型鑿巖機(jī)同時(shí)作業(yè)，每臺(tái)鉆機(jī)打16-8個(gè)炮眼。由驗(yàn)收員配合班組長(zhǎng)打出導(dǎo)向眼，使用好導(dǎo)向棍，并指定經(jīng)驗(yàn)豐富的掘進(jìn)工專門打掏槽眼、周邊眼，確保掏槽眼和周邊眼的質(zhì)量，保證掏槽后深度夠，周邊成型好。打眼工依據(jù)激光導(dǎo)向用輪尺畫出眼位，定人、定鉆、定鉆區(qū)域、定責(zé)任。打眼工參照導(dǎo)向棍打眼，必須做到準(zhǔn)、平、直、齊。

四、快速掘進(jìn)技術(shù)分析

近年來采用普通鉆爆法、中深孔爆破及快速掘進(jìn)施工工藝的技術(shù)參數(shù)對(duì)照見表1（每月工作日按26 d計(jì)算）。

通過對(duì)比3種不同施工方法、組織形式，可以得出以下結(jié)論：

（1）采用中深孔爆破技術(shù)，提升了單循環(huán)進(jìn)尺，減少了循環(huán)次數(shù)和輔助作業(yè)時(shí)間。

（2）改變傳統(tǒng)的施工工藝“二掘一噴”為“一掘一初噴+復(fù)噴”，每圓班增加1個(gè)掘進(jìn)小循環(huán)，提高了掘進(jìn)循環(huán)數(shù)，是實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的關(guān)鍵。

（3）“四八”交叉平行作業(yè)制、雙循環(huán)作業(yè)法及動(dòng)車組管理法等新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用以及精細(xì)化管理，是實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的重要環(huán)節(jié)。

通過試驗(yàn)研究和實(shí)踐應(yīng)用得出結(jié)論：改進(jìn)的“一掘一初噴+復(fù)噴”施工工藝、優(yōu)化的“四八”交叉平行作業(yè)勞動(dòng)組織、中深孔爆破技術(shù)、雙循環(huán)作業(yè)法以及動(dòng)車組管理法等技術(shù)、管理創(chuàng)新成果的綜合應(yīng)用，提高了工效，降低了成本投入，對(duì)提升鉆爆法巖巷單進(jìn)水平具有重要作用，具有科學(xué)性、實(shí)踐性，經(jīng)濟(jì)效益明顯，有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

（作者單位：泰安天元礦山設(shè)備安裝有限公司）