淺談大斷面巷道快速掘進的關鍵技術

摘 要:巖巷掘進一直是我國煤礦行業時下最為引人矚目的問題之一，很多業內人士在不斷的嘗試提出新的巷道掘進技術以提高生產效率。本文從改進挖掘機械、優化施工工藝兩個角度闡述了大斷面巷道快速掘進的關鍵技術，同時指出了掘進工程中遇到的困難與相應的對策。

關鍵詞:大斷面巷道 快速掘進 掘進機 切割工序 施工工藝

中圖分類號:TD263.2 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2011)03(c)-0058-01

時下，國內的巖巷掘進工程大多采用較為傳統的普通鉆爆法或以鉆爆法為主的巖巷機械化作業。這樣的施工方式不僅單進低、費用高，還會造成采掘工作接替緊張，最終嚴重影響礦井的安全生產。工程領域亟需從巖巷所處地質條件出發的，合理的巖巷綜掘一體化技術以及相關的管理體系，以確保礦井安全、高效的生產工作。

1 改進挖掘機械加快掘進速度

1.1 掘進機的局部改造

簡單舉例，開灤礦區某工程采用S-100綜掘機掘進，并且對掘進機進行了合理的局部改進，將普通型截齒更換為高強度截齒，從而實現千米截齒零消耗的目標，有效的節省了工序，通過這種方法月進尺可以得到大幅度的提高，進而為螺旋鉆機采煤的接續提供了有力保障。

工程中采用的掘進機具對兩個齒輪油泵、兩套操縱油路進行了分立控制，同時對刮板以及鏈環進行了合理改造，成功解決了S-100綜掘機在使用過程中內外噴霧接頭外露、耙爪速度較慢、易蹩卡、易碰傷，分流器不同步等常見問題，極大程度提高了耙爪的裝載能力，進而使得掘進機性能得到了充分發揮。

該工程采用的掘進機冷卻系統中的冷卻芯經常出現故障，而且冷卻系統出現故障后易造成油脂乳化、水油相串等問題。更換冷卻系統與更換油脂的費用都非常高昂，耗時較長，可能影響正常施工。對此，可以對冷卻系統進行合理改進，將外冷卻器變更為蛇形管路，內置于油箱中進行冷卻，最終達到良好的效果。

1.2 合理化的切割工序

在改進機械的同時，上節所述的開灤礦區針對不同的巖石特性，指出了采取不同的切割順序的工序，以能保證掘進速度。當掘進松軟煤層時，相關管理規劃部門提出從工作面的下角由下向上切割。首先切底掏槽，以保證掘進機在切入過程中的高穩定性，進而為裝載和提高切割速度提供方便;當工作面巖石性質為硬煤時，為了防止切落大塊煤導致影響裝運速度，該工程采用自上而下的順序;當工作面為半煤巖時，工程策劃部門指出應先切割煤，再切割巖石，即采用先軟后硬的工作順序。在切割過程中，還應充分考慮煤巖的層理結構，不可橫斷層理，導致影響切割速度。

2 優化施工工藝加快掘進速度

巷道掘進的各個工序中，支護、出矸、打眼放炮是三大主要工序。三大工序中，各工序并非獨立進行的。由于時間、空間、人員數量上的限制，各個工序在配合上存在相互聯系、互相制約的關系。施工的順序、時間、空間、人員等方面的不協調會強烈影響影響掘進速度。鑒于這種情況，欲提高掘進速度、實現高進高效，則必須保證作業過程中合理調配三大工序的時間與空間。

實現出矸、迎頭打眼、錨桿支護平行的交叉作業;選用全斷面光面爆破掘進，加強“兩掘一噴”的循環作業等方法均能夠提高掘進速度。在工作人員進入掘進迎頭時，可以將施工所需要的全部材料、機具運送到工作地點。上一班次放炮后，暫時不清理迎頭。當迎頭上半部分炮眼打完后，再用裝巖機集中的清理迎頭，把從迎頭往后5m的矸石扒運送到后路，給迎頭留下足夠的空間，然后開始打下半部分的炮眼。

扒矸過程中盡可能把矸石平攤，避免堆積。迎頭扒干凈以后，再統一將裝巖機的滑輪定位在距離迎頭15～20m處。裝巖機連續扒矸，側卸裝巖機進行前后運動，以配合扒矸。中間15m的預留空間內，繼續安設兩幫、頂板錨桿。當下半部炮眼施工進行到一半的時候，則由放炮員、班長以及其他空閑人員開始對上半部分的炮眼進行裝藥，然后集中給下半部分炮眼裝藥。這時候，放炮員和班長開始聯線，按照規定放炮。如此一來就可以實現出矸、打眼、安設錨桿的平行交叉作業，大幅度縮短循環時間。

3 工程上的困難與對策

3.1 高角度膠帶運渣下滑問題

以范礦的3031為例，該工程為下山掘進，為有效保證后路出碴的膠帶化，該工程相關部門鋪設了可移動式的高角度膠帶。在完成安裝后，因坡度大，碴塊的重力遠大于其與膠帶間的摩擦力，碴塊在機尾不斷翻滾、打滑無法運走。經過生產實際分析研究，工程部門認為該問題主要是由于碴塊與膠帶間的摩擦力太小導致不能將碴塊拉走，進一步造成了碴塊的翻滾，直接的影響了機尾人員的人身安全。實際操作中該工程相關單位采用了以下方法:首先，在高角度膠帶上覆蓋一層舊膠帶，既能增加碴塊與膠帶間的摩擦力，又能有效解決碴塊翻滾難題;其次，在高角度膠帶上每隔5米鉚一塊500mm×500mm的膠帶補丁，從而進一步增大摩擦系數。通過以上方法，既解決了膠帶運輸的問題，又能防止大坡度上山運輸膠帶滾渣傷人。

3.2 掘進飄巷困難的問題

范礦3031下山掘進，由于坡度相對較大，巷道掘進過程不斷出現“底高”問題，需重新從后路臥底開始返工，嚴重的影響了掘進進度。經組織調度室、生產技術部人員現場跟班后發現，區隊在輪尺畫線點眼的過程中，掏槽眼的位置偏上，底眼的設計不合理。工程相關部門及時組織技術人員針對新南總礦的實際情況制定、完善了相關的科學合理的炮眼布置圖。首先，增加了掏槽眼數量，將掏槽眼的位置下移至基拱線以下，以解決底眼爆破效果差的問題，同時，在原有的基礎上增加了一排底眼，并切增加了底眼的裝藥量。礦領導多次帶領相關科室人員到區隊班前會議上進行講解，使得井下工作現場的操作、驗收人員對這個問題都有了深刻的認識，從而徹底解決了“底高漂巷”這一困難。

3.3 噴漿與掘進之間的矛盾

隨著巷道掘進速度不斷增加，相關領域的工作人員逐漸發現傳統的“兩掘一噴”的組織模式，在噴漿工作中已經不能全面滿足生產需要，同時，噴漿的質量也在不斷下降。經過認真的研究施工隊伍實際情況，相關部門提出并落實了“三掘兩噴”的新工作模式。在巷道內投入兩臺噴漿機與一臺跟頭漸進來進行初噴作業，另外一臺滯后迎頭進行復噴作業。噴漿班次的安排由過去的一個班次增加到兩個班次，如此一來既解決了噴漿速度問題又提高了噴漿的質量與效果。

4 結語

當代工業發展要求我們摸索、總結特殊條件下的大斷面巖巷的系統優化綜合設計與快速掘進工藝，同時為以后類似條件下的巖巷掘進工程提供實際經驗和相關依據。在此，本文筆者希望能為以后不同條件下的巖巷掘進提供經驗和依據，并為進一步成熟和完善大斷面巖巷下山的快速掘進技術起到奠基和推動作用。

參考文獻

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