大斷面巖巷快速掘進技術的應用

文/劉吉旗

大斷面巖巷快速掘進技術的應用

文/劉吉旗

隨著科學技術的迅速發展,煤礦產量的逐年遞增,采掘銜接緊張的矛盾越來越突出,巖巷掘進技術在煤礦建設和生產中發揮著極其重要的作用，決定了擴井工程進度和發展效率。作為一個有著50多年歷史的老企業，遼寧阜新礦業集團目前所屬各礦井均已進入不同程度的改擴建階段，其中巖巷施工約占改擴建巷道工程量的23%，但巖巷掘進月進尺卻長期徘徊在60～70m之間。加快礦區挖潛開發，已成為事關礦井可持續發展的重要戰略工程。因此，遼寧阜新礦業集團以五龍煤礦東翼軌道大巷為試點，通過采取改變永久支護形式、中深孔爆破、多工序平行作業等措施，提高了巖巷工程質量及掘進速度，平均月進尺達到113.8m。

一、地質概況

五龍煤礦東翼軌道大巷全長1356m，5‰上坡，是該礦北部擴建區的重要開拓工程。建成以后，將擔負整個東部擴建區的材料、設備和人員的運送任務。巷道所穿過的巖層巖石硬度系數f=6～10，頂板淋水不大，巖性以白色粗砂巖、砂質頁巖為主，巖層節理較為發育。

東翼軌道大巷原設計為料石砌碹支護，三心拱形斷面，掘進斷面積20.6m2，凈斷面積14.77m2。見圖1。

圖l原設計巷道斷面示意圖

二、施工初期存在的問題

由于料石砌碹是一種繁重的體力勞動，工效低、壁后充填量大，需要大量的接頂材料，巷道堆積物較多，施工存在安全隱患，且施工速度較慢。巷道自施工以來，平均月進尺僅24.1m，嚴重制約著東部擴建區的擴建速度。

三、主要技術措施及效果

阜新礦業集團公司巖掘施工隊通過采取改變永久支護形式、中深孔爆破、多工序平行作業等措施，快速順利地完成了東翼軌道大巷余下的1281m的施工任務，平均月進尺113.8m，最高月進尺20lm。主要技術措施如下：

1.修改設計，為快速掘進創造條件

將巷道水久支護形式由原來的料石砌碹修改為錨噴支護，以減少支護工程量，減輕勞動強度。

將巷道斷面形狀由原來的三心拱改為半圓拱，以提高巷道承載能力。

修改設計后，巷道凈斷面積為17.6m2，掘進斷面積減小為19m2，減少了掘進工程量；每米巷道打錨桿11.2套，噴120mm厚混凝土，支護工程量大為減少，有利于提高巷道掘進速度。設計修改后的巷道斷面見圖2。

圖2設計修改后的巷道斷面示意圖

2.實行光面爆破，為錨噴支護奠定基礎

為實現光面爆破，施工隊在巷道施工中嚴格實行了“兩定”“三保證”制度。“兩定”即打眼工定人、定位；“三保證”即保證周邊眼間距不大于400mm，保證周邊眼裝藥量不超過l00g/m，保證周邊眼炮泥封口質量。巖石較為破碎時，周邊眼間距縮小為220~250mm，并實行隔眼裝藥，寧可欠挖，不可超挖。當出現超挖時，盡量用鎬刨，用撬棍橇，盡量避免使用炮崩。周邊眼采用正向裝藥結構，填裝引藥后，再裝填200～300mm炮泥，眼口充填200mm炮泥糊口。通過采取上述措施，光爆眼痕率達92%，為錨噴支護創造了良好條件。

3.采用拋擲爆破漏斗楔形掏槽方式，有效提高循環進尺

為提高爆破效率，增加循環進尺，施工隊在中深孔爆破中采用拋擲爆破漏斗楔形掏槽方式。

其具體做法是：在掏槽范嗣內先形成漏斗，增加掏槽眼爆破自由面，提高掏櫓效果。設計拋擲漏斗半徑r=600mm，最小抵抗線W= 700～900mm。見圖3掏槽眼布置示意圖。

圖中1~2號眼為拋擲漏斗眼，3~8號眼為掏槽眼；掏櫓眼分上下3排布置，眼口距l600mm，眼底距200～400mm。排間距500mm，垂直深度比輔助眼深200mm。前管為毫秒延期電雷管。起爆順序為：1~2號眼為第1段起爆，3~8號眼為第2段起爆。實踐表明，采用拋擲爆破漏斗楔形掏槽方式，掏槽深度均達到了2m以上。

圖3掏槽眼布置示意圖

圖4裝巖機、車場布置示意圖

4.改造運輸系統

料石砌碹期間，采用雙軌過渡式車場調車，不僅增加了掘進期間軌道鋪設量，而且增加鋪設永久軌道時的拆除量，安全間隙得不到保證，同時也不利于掘進期聞砌筑永久水溝作業。為了克服上述弊端，加快施工速度，施工單位對運輸系統進行改造，即使用單軌浮動式車場調車。

簡易空車道緊跟裝巖機后（最遠不超過10m）?？哲囘M車場時，用電瓶車頂入；裝車時，單輛礦車(3t)用11.4kW調度小絞車牽至裝巖機卸矸槽下，裝滿后再用11.4kW小絞車牽出，如此反復，等4輛礦車裝滿后，用電瓶車一同牽出。同時，為了避免空車調運時間長，將空車線長度控制在40～90m，加快了礦車的周轉速度，平均每班出車32車，最高一個班出車49車。裝巖機、車場布置見圖4。

在此基礎上，施工單位使用5臺風鉆同時打眼，當倒完工作面一側渣后，該側下部打眼（用兩部風鉆）與另一側倒渣同時施工，且倒渣還與清理耙巖機后巷道兩側浮渣平行作業。同時，還通過采取噴漿與維修掘運設備平行、釘道與車場平行、敲幫問頂與施工前準備平行等方式，組織多工序平行交叉作業，在8h內完成了兩個正規循環，大大加快了掘進速度。

（作者單位：阜新礦業集團公司）

（責任編輯：周瓊）