大斷面巖巷快速掘進技術(shù)的研究

鄧維元

(西山煤電集團公司東曲礦)

·技術(shù)經(jīng)驗·

大斷面巖巷快速掘進技術(shù)的研究

鄧維元①

(西山煤電集團公司東曲礦)

介紹了東曲礦針對巖巷施工主要采用鉆爆法,單進水平較低,如何在大斷面巖巷施工中提高單進水平的問題,利用復(fù)合型掏槽技術(shù)、切縫管預(yù)裂爆破技術(shù)、大直徑炸藥等,實現(xiàn)了中深孔爆破,提高了爆破效果和循環(huán)進尺;采用新型大功率施工設(shè)備用及新型材料-XPM水泥添加劑等,提高了工程質(zhì)量和支護速度;采用“三掘三錨一噴”施工方法,提高了施工工效,實現(xiàn)了大斷面巖巷快速掘進,月單進超百米。

大斷面巖巷;鉆爆法施工;快速掘進技術(shù);效果

西山煤電集團公司東曲礦礦井的開拓、準(zhǔn)備巷道施工基本上都為巖石巷道,施工巷道掘進斷面為14.2～17.9 m2之間,巖性以砂巖和石灰?guī)r為主,巖石硬度系數(shù) f=4～6至 f=6～8之間,巷道坡度以3‰為主,傾斜巷道最大為25°,巷道支護形式為“錨網(wǎng)噴”,錨桿為螺紋鋼金屬樹脂錨桿,間排距為800 mm×800 mm,噴漿厚度為100 mm,施工方法為光爆錨噴,耙斗機裝巖。

1 問題提出

隨著東曲礦礦井產(chǎn)量的逐年攀升,礦井的開延任務(wù)也逐年增加。而目前巖石巷道的施工方法仍主要以鉆爆法為主,如何提高鉆爆法施工巖巷的單進水平,成為巖巷施工一個亟待解決的問題。目前,國內(nèi)鉆爆法施工的大斷面巖巷單進水平一般在80 m/月左右,提高單進水平,成為業(yè)者的一個共同課題。

單進水平的提高,其關(guān)鍵為提高炮眼利用率、提高循環(huán)進尺、提高巷道爆破質(zhì)量,縮短施工各工序的作業(yè)時間。

2 方案制定和實施

1)中深孔爆破,提高炮眼利用率,提高循環(huán)進尺。循環(huán)進尺的高低,取決于掏槽效果的好壞,對于中深孔爆破尤為重要。中深孔爆破的掏槽方式:若采用直眼掏槽方式,存在炮眼布置技術(shù)要求高,爆破效果不佳的缺點,而采用斜眼掏槽,又存在掏槽眼間距較大,炮眼布置不合理的弊病,造成爆破巖石塊度大的缺點,同時,炮眼深度又受到限制。經(jīng)過綜合分析,掏槽方式采用復(fù)合型掏槽,即采用“3對垂直楔形”掏槽配合3個直眼掏槽,有效避免了單一楔形掏槽或直眼掏槽的缺點,達到了預(yù)期的掏槽效果。掏槽眼布置示意圖見圖1。

圖1 掏槽眼布置示意圖

爆破效果的好壞同時取決于炮眼內(nèi)裝藥的偶合系數(shù),采用規(guī)格為200 g×180 ×40的藥卷,取代規(guī)格為180×150×38的炸藥,提高爆破效果。

巷道爆破成型的好壞,取決于周邊眼的合理布置和爆破方式,為此,在施工中合理控制周邊眼間距,同時采用切縫管定向斷裂爆破技術(shù),取得了預(yù)期爆破效果。

2)選用大功率施工機具,縮短環(huán)節(jié)作業(yè)時間。

a)鑿巖工作使用YT-28型高頻風(fēng)鉆取代原用的 YT-24型風(fēng)鉆,鑿巖速度提高1.3倍。

b)噴漿工作采用ZPG-Ⅴ型噴漿機取代ZPG-Ⅱ型噴漿機,噴漿效率提高1.4倍,噴射砼時在砼材料中使用XPM砼添加劑,有效地降低了回彈,回彈量由原來的30%降低到10%左右,大大提高支護效果和質(zhì)量,同時也提高了勞動效率。

c)錨桿支護中采用MGT-120型大扭鉅錨桿鉆機,取代MGT-80型錨桿鉆機,縮短錨桿支護施工時間,提高了勞動效率。

d)采用風(fēng)動扳手安裝錨桿,有效地降低了職工的勞動強度,提高了施工的安全性并提高了勞動效率。

e)運輸環(huán)節(jié)中采用加長耙斗機溜槽和浮放式道岔的方法進行調(diào)車作業(yè)、新型風(fēng)動式斜巷防跑車裝置,有效降低了職工勞動強度,保證了運輸安全,提高了勞動效率。調(diào)車方式示意圖見圖2,圖3。

圖2 掏槽眼布置示意圖

圖3 耙斗機裝巖方式示意圖

3)科學(xué)合理的勞動施工組織。

a)鑿巖工作。采用4臺 YT-28型風(fēng)鉆同時打眼,其中2臺打兩幫眼,2臺打掏槽眼和輔助眼,有效地縮短了打眼時間,比3臺風(fēng)鉆打眼節(jié)約時間30%。

b)支護工作。(1)錨桿支護:采用2臺MGT-120型風(fēng)動錨桿鉆機施工,1臺打注正頂部錨桿,另1臺打注兩幫錨桿,提高60%工作效率 。(2)噴射混凝土:ZPG-Ⅴ型噴漿機進行噴射砼作業(yè),由于其噴射輸送距離達100 m以上,比ZPG-Ⅱ型減少了移動噴漿機的輔助時間,同時噴射量增大,提高效率1.4倍。(3)采用風(fēng)動扳手緊固錨桿,提高了工作效率,降低了工人的勞動強度。

c)裝巖工作。裝巖時,將耙斗機溜槽加長一節(jié),使得耙斗機裝巖時,耙斗機下存車量由原來1臺MG-1.7型礦車提高到2臺,有效地縮短了調(diào)車的循環(huán)時間,提高效率1.3倍。

d)勞動組織。由于采取了各種大功率施工機械和采用多臺機械合理平行作業(yè),提高了作業(yè)效率,作業(yè)時間由原來的8 h/班縮短到6 h/班。作業(yè)方式由原來的“兩掘、兩錨網(wǎng)、一噴”,改進為:“三掘、三錨網(wǎng)、一噴”,即3個班掘進,臨時支護采用螺紋鋼金屬樹脂錨桿加金屬網(wǎng)聯(lián)合支護,1個班噴漿作業(yè)。

3 實施效果

上述施工方法,兩年來通過在東曲礦開拓一隊的實施,取得了較好的效果。

2007～2008年度施工進度一覽表見表1。

表1 開拓一隊2007～2008年度施工進尺對比統(tǒng)計表

4 結(jié) 論

開拓一隊在冊62人,每月參加正常施工生產(chǎn)人數(shù)在48～56人之間,由于采取了科學(xué)的施工組織方法,科學(xué)管理,大膽使用新技術(shù)、新裝備、新材料和大功率施工機具,有效地縮短了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的工作時間,提高了工作效率,2007年度采用快速掘進技術(shù)1～12月總進 1 453 m,全員效率為 23.44 m;平均月進121.08 m,最高進度173 m。2008年度采用快速掘進技術(shù)1～12月總進1 611 m,全員效率為26 m;平均月進134.25 m,最高進度160 m,取得了均衡生產(chǎn)的功效。快速掘進技術(shù)得到了較好的全面推廣應(yīng)用。

Research on Rapid Tunnelling Technology in Large Cross Section Rock Roadway

Deng Wei-yuan

Introduces Dongqu coal mine in connection with rock roadway construction mainly uses drilling and blasting method,driving output is lower,how to improve driving output in the construction of a large cross section of rock roadway,by using composite underholing technology,slotted pipe presplitting blasting technology,large diameter explosives,etc.achieves medium-length hole blasting,improves the blasting effect and circulation footage;using new high-power construction equipment and new materials-XPM cement additives and so on,improves the project quality and supporting speed;using the"three tunnelling,three bolting and one spray"construction methods,improves construction efficiency,achieves fast tunnelling of a large cross section rock roadway,one month driving output exceeds 100 meters.

Large cross section rock roadway;Drilling and blasting method construction;Rapid excavation technology;Effect

TD263

B

1672-0652(2010)05-0044-03

2010-02-25

鄧維元 男 1975年出生 2006年畢業(yè)于太原理工大學(xué) 碩士研究生 工程師 古交 030200