岩巷快速掘进技术在钱营孜矿的应用

摘要：为解决岩石巷道掘进效率低的难题，提出了以中深孔爆破技术、快速出矸系统及劳动组织优化为重要保障的快速掘进技术，保证了施工的良性快速推进，从而实现岩石巷道快速掘进。

关键词：快速掘进 中深孔爆破 快速出矸系统 劳动组织优化

随着矿井规模的逐渐扩大，掘进效率低，采、掘比例失调的矛盾日益凸显，生产接替紧张成为制约矿井增产扩能的突出问题。实践表明，掘进效率低的主要原因在于掘进破岩、装运技术，施工设备和管理方法的不科学造成的。因此，只有研发掘进与装运平行作业的生产工艺和科学的劳动组织优化，才能从根本上解决问题，提高掘进效率和进尺速度。为了改变现有掘进施工工艺，提高掘进效率，钱营孜煤矿突破传统，大胆创新，积极探索高效快速掘进施工工艺，使岩巷施工技术和优势得到了充分发挥。

1 工程概况

钱营孜煤西三采区轨道大巷位32煤层下32-40m。巷道设计长度为3000m，按3‰上坡施工，设计断面为直墙半圆拱型，净宽×净高=5200×4000mm。施工范围内巷道顶板距W3213采空区下32-35m，围岩受采动影响裂隙发育较破碎。围岩成份以石英、长石为主，巷道主要受砂岩裂隙水威胁，一般出水量不大，表现为顶底板滴淋、渗水，涌水量为10～20m3/h。

2 机械化作业线及配套设备

采用以耙矸机、皮带机、可调节卸料斜槽、蓄电池电机车为主的机械化作业线，2台锚杆机，4台气腿式凿岩机凿岩，1台P90耙矸机，12t蓄电池电机车牵，1.5T矿车排矸。掘进工作面出矸系统布置见图1。

3 施工作业

3.1 施工方法

采用中深孔爆破巷道掘进技术，人工钻眼，放炮掘进，锚杆机打锚杆挂网，P-90B耙矸机耙矸，SDJ-80皮带机运矸、1.5T矿车出货。按正规循环施工，全断面打眼，采取反向装药，多组同时装药，全断面一次起爆。

3.2 施工流程

交接班——安全检查——装药联线，放炮——安全检查（如敲帮、问顶）——冲洗岩面巷帮，初喷，打好临时支护——打装顶部锚杆，挂网——打上部炮眼——出矸石——打下部炮眼——复喷迎头——进行下一循环作业——耙矸机前移前进行帮部初喷，打帮部锚杆挂网 ——复喷成巷。

3.3 施工工艺

3.3.1 钻眼爆破 ①工作面钻眼选用YT-28气腿式凿岩机配2.5m长B22中空六角钻杆直径Φ32mm“一”字型钻头钻打进尺炮眼。4台气腿式凿岩机同时作业，操作人员执行五定(人、钻、位、眼、时)负责制。②采用斜眼掏槽配合辅助掏槽。掏槽眼深控制在2.4m，辅助掏槽眼控制在2.2m。③合理布置炮眼间距。掏槽眼排距取450mm，眼口间距则为1400mm，掏槽眼角度77°，根据岩石硬度进行适当调整。周边眼间距取300mm，角度为87°。爆破炮眼布置设计见图2、炮眼参数见表1、爆破参数见表2。施工过程中，可根据岩性和实际情况及时调整打眼眼距、打眼深度、周边眼和辅助眼眼数、装药量等爆破参数，但必须坚持多打眼、少装药。④确定最佳炸药选型。炸药选用规格为Φ27×400mm三级煤矿许用水胶炸药，雷管为2～5段毫秒延期电雷管，最后一段延时不超过130ms，雷管严禁跳段使用，现场可根据实际采用2、3、4或3、4、5或2、3、4、5段。雷管采用脚线3m长毫秒延期电雷管，发爆器选用MFB-200(强力)型发爆器起爆。

图2爆破炮眼布置设计

表1炮眼参数

[段

数

2

2

2

3

4

5

5

5

-

炮眼

名称

掏槽眼

辅助眼

辅助眼

辅助眼

辅助眼

周边眼

底部眼

水沟眼

总计

炮眼

个数

8

5

2

14

19

37

9

1

96

炮眼直

径（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

-

总药量（Kg）

7.2

4.5

1.2

8.4

11.4

22.2

5.4

0.6

60.9

起爆

顺序

Ⅰ

Ⅰ

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅳ

Ⅳ

-

联线

方式

串

并

联

][炮眼角度

装药量]表2爆破参数

[名称

炮眼利用率

循环进尺

循环爆破实体岩石

炸药消耗量

单位

%

m

m3/循环

kg

数量

90

2.0

35.55

60.9

名称

单位岩石炸药消耗量

单位岩石雷管消耗量

每米巷道炸药消耗量

每米巷道雷管消耗量

单位

Kg/m3

个/m3

Kg/m

个/m

数量

1.72

2.7

33.8

55.3]

3.3.2 装岩排矸 ①装岩方式：采用P-90B耙矸机装岩，将爆下的岩石经皮带机进入机头卸料斜槽，实现连续出矸。②运输系统：采用电机车+矿车将掘进工作面的矸石运到硐室外。轨型轨距为600mm，燕尾式水泥轨枕；电机车为蓄电池式，矿车为1.5T矿车。③调车方式：采用调车场调车，每隔500m设一双轨调车场，调车场长90m，利用离作业面最近的一个调车场进行调车。

3.3.3 施工辅助作业 为了加快施工进度，采取辅助工序与主要工序平行作业、不占用循环时间的施工方法。每天早班安排一个杂务班进行巷道环境清理、巷道除尘、轨道维修、挖水沟及修整。采用水沟自流排水，在没浇筑好永久水沟地段，可采用挖临时水沟将积水排至水沟。

4 劳动组织

采用和“三八制”作业，多工序平行施工进行掘进、装岩和后路喷浆修整，每圆班3个作业循环，平均日进尺6m。杂务班负责环境清理、巷道除尘、轨道维修、挖水沟及修整。杂务班采用一班制(早班)。

5 提高掘进速度的其他条件

①推广中深孔爆破工艺，不仅一定程度上减少了辅助作业时间，也提高了劳动生产的效率，而且大量节省了爆破器材和钎具消耗，炮眼利用率由原来的不到80%提高到现在的90%以上，循环进尺也由1.6m提高到2m，岩巷月进尺由原来的90m提高到现在的130m，并且杜绝了各类安全事故。②对工艺流程进行细化、优化，科学组织，最大限度地安排平行作业，优化工序衔接，摒弃窝工现象。③对施工作业线设备配置科学选择、合理配套，最大限度地减少主要工序的作业时间，减轻工人劳动强度，提高工作效率，如采用多台凿岩机同时凿岩，选用耙矸机、皮带机和电机车等机械化设备出矸。④对劳动组织进行合理的配置，根据巷道断面大且出矸量较多的特点，采用“三八制”和杂务班相结合的作业制度，这样对合理有效地提高工时利用率有着积极重要的意义。此外，还可以增加耙矸机到迎头的距离，从而减少移耙矸机的次数，真正意义上实现打眼、临时支护以及帮部支护等工序之间的平行作业，保证了空间和时间的有效利用。⑤完善可靠的激励保障体系，一个完善可靠的激励保障体系之所以能够调动人们的积极性和创造性。主要是因为其优化施工队伍内部的劳动组织和管理，采用多种方式调动了职工的生产积极性，对于确保工序的有序衔接、时间和空间的充分利用以及快速掘进的目标有着积极的意义。

6 结束语

钱营孜煤矿岩巷挖掘中采用的是先进的爆破技术、高效的出矸系统以及科学合理的管理施工工序，从而能够使得施工作业效率最优化，保证各个施工工序能够顺利进行。其中，岩巷月进尺由原来的90m提高到现在的130m，实现了岩巷安全快速掘进，使岩巷施工技术和优势得到了充分发挥，在集团公司内其技术水平处于领先地位，具有较高的推广前景。

参考文献：

[1]张经纬.提高煤矿巷道掘进速度的方法研究[J].科技视界， 2013(22).

[2]张新华.浅谈如何提高煤巷综掘掘进速度[J].中小企业管理与科技(下旬刊)，2009(07).

[3]崔朋辉.坚硬岩巷机械化快速掘进技术在屯留矿的应用[J].中州煤炭，2013(10).

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