淺談煤礦高效掘進技術(shù)

文/董萬均，淮南礦業(yè)集團朱集東煤礦

1 引言

當前，國內(nèi)鉆爆法施工中95%采用傳統(tǒng)氣腿式鑿巖機打眼、用耙斗式裝巖機裝巖，用1.5－3T的斗式礦車以電瓶（機）車作為動力運輸渣石，用干式轉(zhuǎn)子噴漿機進行噴漿，用YT型氣動沖擊鑿巖鉆機打炮眼和錨桿眼，用樹脂螺紋錨桿對頂板進行支護的工藝。我國巖巷機械化作業(yè)線主要分為兩大類。一類是高檔機械化作業(yè)線，即打眼、裝巖、轉(zhuǎn)載、運輸?shù)戎饕h(huán)節(jié)實現(xiàn)機械化配套，用鑿巖臺車或鉆裝錨機組配大功率高效導軌式鑿巖機打眼，無軌裝載機全斷面裝巖，使工人從繁重的體力勞動中徹底解放出來，實現(xiàn)高效和文明生產(chǎn)，這是巖巷掘進機械化的發(fā)展方向。再一類是裝載、運輸采用機械化，而打眼、噴漿等仍采用人工作業(yè)，屬于普及型機械化作業(yè)線。高檔機械化作業(yè)線設(shè)備投資較高，從而限制了其應用，在我國的推廣應用時間較短，一般月進度較低。絕大多數(shù)礦井采用普及型機械化作業(yè)線。由于裝巖、轉(zhuǎn)載、運輸、支護各環(huán)節(jié)配套性差、作業(yè)勞動強度較大，掘進速度很難有所突破，效率也較低。

2 提高巖巷快速掘進的措施

2.1 爆破工藝創(chuàng)新，大力推廣中深孔光面爆破

影響巖巷掘進爆破效率的主要因素有：掏槽方式及其裝藥量、炮眼深度、周邊眼光爆參數(shù)、起爆時差和炮眼利用率等。中深孔爆破的掏槽眼深度比普通掏槽眼深度大，一般達到210m～315m。掏槽眼的深度大小決定著循環(huán)進尺的大小，同時，對周邊眼的爆破質(zhì)量及成巷質(zhì)量也有影響。為了提高中深孔直眼掏槽的掏槽效果和炮眼利用率，須在裝藥眼附近布置空眼以增加自由面，還需要合理的確定相鄰裝藥眼的眼距、掏槽眼的幾何形狀、裝藥量和裝填結(jié)構(gòu)。炮眼深度存在一個最優(yōu)值，應以提高巷道掘進效率為前提，結(jié)合現(xiàn)場實際情況綜合確定，長期實踐表明，中深孔爆破(L=2～3m)優(yōu)于淺孔爆破(L=1.5～2m)。通過合理的選擇爆破參數(shù)，使爆破后的巷道成形規(guī)整，減少超控和欠控，最大限度地保持圍巖的自身強度，從而增強圍巖的自撐能力，取得較好的光爆效果。

2.2 確定錨桿支護參數(shù)，提高錨桿安裝質(zhì)量

支護管理不但對巷道支護質(zhì)量有影響，對掘進進尺也有影響，如永久支護前大面積片幫，使噴漿厚度和噴射工作量增大。在實踐中可根據(jù)圍巖松動圈理論，以懸吊作用設(shè)計為基礎(chǔ)，并根據(jù)巖性的具體情況，定出合適的支護密度，最后通過試驗檢測，檢驗支護參數(shù)選擇的合理性。在普及應用全長樹脂錨桿的基礎(chǔ)上，針對大斷面，服務年限長的井巷工程，積極推廣使用高強度新型錨桿。錨噴支護方式必須與光面爆破技術(shù)相結(jié)合，否則圍巖受損嚴重，表面裂隙較多，圍巖松動圈較大，巖體喪失穩(wěn)定性；巷道輪廓線參差不齊，易造成應力集中，噴層受到剪切破壞而導致巷道損壞。

2.3 采用綜合機械化配套設(shè)備是快速施工的關(guān)鍵因素

巖巷掘進多年來一直沿用風動鑿巖機，但液壓鑿巖機在性能上要優(yōu)于風動鑿巖機，如械械性能好，鑿巖速度快，比同類風動鑿巖機提高1倍～2倍。進入20世紀80年代以來，煤炭基本建設(shè)推廣了以調(diào)車盤、耙斗裝巖機為主，以側(cè)裝機、全液壓鉆車為主，以電動鑿巖機為主和以鉆裝錨機組為主的4種巖巷機械化作業(yè)線，應用在大斷面巖巷施工中，創(chuàng)造了良好成績。

3 幾點實踐經(jīng)驗

3.1 應用準直眼掏槽、全斷面一次起爆的中深孔爆破技術(shù)

推行中深孔光面爆破，摸索出最佳炮眼深度，將炮眼深度由原來2.0m改為2.3m。同時使用高威力水膠炸藥，采用MFB-200型數(shù)顯式發(fā)爆器，將原來每個循環(huán)放兩茬炮改為一次起爆，每次起爆帶動70多發(fā)雷管，提高了炮眼利用率，減少了拔炮、丟炮、瞎炮現(xiàn)象，使每炮循環(huán)進尺由平均1.8m提高到2.1m，并確保了光爆成型，光爆巖痕率保持在80%以上。

3.2 更新支護理念因地制宜確定支護參數(shù)

根據(jù)巷道圍巖不同條件調(diào)整錨桿間排距，將中硬砂巖條件下的錨桿間排距由原來的800×800mm調(diào)整為1000×1000mm，在確保支護可靠性的前提下提高了實用性，降低了支護工作量和支護時間，并節(jié)約了支護材料。

更新對普掘施工中噴漿環(huán)節(jié)的認識，堅定噴漿只是起封閉作用的思想，改變噴漿造型的思路，并進行先初噴掛網(wǎng)再復噴的工藝改進，在優(yōu)化爆破參數(shù)、確保光爆成型質(zhì)量的前提下，將噴漿厚度由原來的150mm降到50mm，使每完成一個循環(huán)的噴漿料用量由原來的5車降到3車進而降到現(xiàn)在的1.8車，并大大節(jié)約了噴漿材料消耗和噴漿施工占用的時間。

3.3 采用新機具，加快錨桿打注安裝速度

錨桿鉆機具有鉆眼速度快，錨桿安裝方便，尤其是錨桿角度有保證的優(yōu)點。使用錨桿鉆機施工拱部錨桿，不僅提高了打眼速度，還提高了錨桿安裝質(zhì)量，提高了安全系數(shù)；淘汰BK-50型風動氣扳機，配備BK-60型風動氣扳機，提高幫部錨桿的安裝效率和質(zhì)量。

4 采用履帶式液壓扒斗裝載機使用效果

4.1 采用履帶式液壓扒斗裝載機牽引配合2節(jié)矸石倉裝巖排矸，可以實現(xiàn)連續(xù)排矸，能把一次爆破產(chǎn)生的矸石出凈， 該裝巖排矸方式一次用時需約40分鐘，與使用普通耙斗式耙裝機倒矸時間少用10分鐘/次，大大提高了人工效率，緩解了車皮供應不及時對迎頭掘進的影響。

4.2 采用該種裝巖排矸方式，可以避免掘進一定長度后停止掘進，集中出矸、平底板、釘?shù)?、移進耙裝機搞成巷的現(xiàn)象，做到了真正意義上的一次成巷，增加了掘進作業(yè)時間，提高了掘進單進。

4.3 堅持引入新的施工理念，通過優(yōu)化施工組織、優(yōu)化爆破參數(shù)、優(yōu)化支護參數(shù)、降低噴漿厚度，可確保充分發(fā)揮大斷面水平巖巷快速施工裝備的優(yōu)勢。

5 結(jié)語

采用履帶式液壓扒斗裝載機配合移動式矸石倉裝巖排矸施工技術(shù)是大斷面、平巷、直巷鉆爆施工掘進工作面實現(xiàn)快速掘進的有效途徑。今后要從提高循環(huán)進尺、進行廣義掏槽爆破、縮短工序銜接時間等三個方面入手，進一步發(fā)揮該施工技術(shù)的優(yōu)勢，將巖巷單進提高到更高水平。