招賢礦大斷面斜井井筒風化基巖段快速施工技術

陳志文 李金斗

【摘 要】近年來，寶雞招賢煤礦主井屬大斷面、大坡度斜井。目前施工的風化基巖段為河流相沉積。泥質(zhì)膠結(jié)大塊礫石且膠結(jié)差、工作面淋水大經(jīng)常出現(xiàn)小型冒頂。巷道采取錨網(wǎng)索噴架棚支護，施工中選取合理的爆破參數(shù)、優(yōu)化施工方案和勞動組織，縮短了每循環(huán)時間，成功通過了風化基巖段，取得了良好的經(jīng)濟效益。

【關鍵詞】斜井 軟巖 架棚 快速施工

隨著礦井集中化、大型化、機械化和自動化程度的不斷提高，要求發(fā)展連續(xù)運輸工藝，增大提升能力。國內(nèi)外許多新建和改擴建的礦井，包括開采深度較深的大型礦井，都趨向于采用斜井開拓方式或斜井—立井綜合開拓方式。所以提高斜井施工速度發(fā)展斜井施工技術對加速礦井建設，縮短礦山建設周期，具有重要的現(xiàn)實意義。招賢礦主斜井風化基巖段在錨網(wǎng)索噴架棚支護下平均月進尺95m，對斜井快速施工學習具有重大參考意義。

1 招賢礦工程概況及支護設計

1.1 工程概況

招賢煤礦主斜井井筒設計斜長1288m，井筒每隔40m設一個躲避硐室，共31個躲避硐室，長度2m。傾角：α=-16°，掘進斷面26.1 m2，凈斷面18.9 m2，直墻半圓拱，錨網(wǎng)索噴架棚（29U型棚）支護，噴射混凝土強度為C20。建成后擔負2.40Mt礦石的提升。

1.2 地質(zhì)情況

地下主要含水層有三層，一是白堊系洛河～宜君組中粗粒碎屑巖含水巖組，為井田內(nèi)基巖中富水性不均一的弱含水巖組。二是直羅組底部含水巖組，含水巖組富水性微弱。三是延安組第二段底部砂巖含水巖組，含水性極弱；井巷圍巖主要為各粒級砂礫巖，屬層狀沉積巖類。

1.3 巷道支護方式選擇

風化基巖區(qū)域巷道的支護存在諸多不確定因素，巖石本身具有的應力松弛特性，巖體整體膠結(jié)差、裂隙發(fā)育，圍巖遇風遇水易風化，三方面原因使錨桿、錨索的錨固力在達到峰值以后將隨時間推移快速降低，因此，經(jīng)典的錨網(wǎng)噴支護并不適用于招賢礦主斜井的支護。為保證主斜井施工質(zhì)量，采用架設29U型棚配合錨網(wǎng)索噴施工。

2 作業(yè)方式和機械化配套設備

2.1 作業(yè)方式

施工采用多班組滾班、前后平行制作業(yè)（掘進、錨網(wǎng)索架棚與噴漿成巷平行作業(yè)）方式，全斷面掘進，中深孔爆破，小型挖機配合皮帶出矸、裝巖。專業(yè)化的班組在實際中能提高效率，我們在施工中采用專業(yè)鑿巖爆破班能確保循環(huán)進尺達到1.8m以上。專業(yè)的架棚班組在施工中能提高架棚質(zhì)量，數(shù)次得到建設方及監(jiān)理方的好評。

2.2 機械化配套裝備

井筒出矸采用皮帶為主，提升為90kw絞車配合兩個1.5m3礦車。裝巖采用CX55B型小型挖掘機；打眼支護采用YT-28型風動鑿巖機、MQT-120錨索機，排水采用DQS-50/150/45、DQS-50/170/55型電泵配合FWTB70-160型風泵，巷道布置兩臺激光一臺指示中線，一臺指示腰線。

3 施工方法

施工采用多班組專業(yè)滾班作業(yè)方式。即：

（1）第一班：交接班（施工準備）→安全檢查→觀測中腰線→畫迎頭輪廓線、點眼→打眼、打幫部錨桿、鎖腿錨桿、掃眼→瓦檢→裝藥聯(lián)線→瓦檢→爆破→瓦檢。（2）第二班：敲幫問頂、找凈活矸危巖→進行臨時支護（前移前探梁或帶帽點柱）→打錨桿、錨索、掛網(wǎng)→架設棚梁→出矸→刷幫成形→架設棚腿→初噴→進行下一循環(huán)。每一個循環(huán)由兩個班配合而成，一天兩個循環(huán)。（3）掛內(nèi)層網(wǎng)、復噴為掘進、支護架棚的平行工序。

4 主要工序

（1）打眼放炮；采用YT-28型獨立回轉(zhuǎn)式鑿眼機人工鉆眼，工作面共布置8臺，6臺用于工作面鉆炮眼，2臺打兩幫錨桿。鉆眼時利用自行設計制造的簡易腳手架，將工作面分成上下兩層，以利于巷道上下分兩個區(qū)間布置多臺風鉆同時作業(yè)，并實行定人、定鉆、定位、定數(shù)量的打眼責任制，使有限的空間得到充分利用，以提高打眼效率。（2）裝巖、提升；裝巖采用小型挖掘機，挖掘機將矸石直接裝入皮帶機尾，由皮帶提升至地面渣坑后，裝載機再將矸石裝入排矸車，運送至排矸場，采用雙提升方式，皮帶負責出矸，小絞車負責運送物料。（3）為加快進尺，確保正規(guī)循環(huán)，將支護分為前后兩次，前后平行作業(yè)。

5 治水

由于主斜井井筒出水量不是特別大，采用截水槽、移動水箱配合躲避硐室、臨時水倉即可滿足施工需求。

5.1 排水

工作面布置1～2臺FWTB70-160風泵可將工作面臨時積水排至移動水箱，臨時水箱里布置一臺DQS-50/150/45電泵，將水排至躲避硐室（內(nèi)含水坑），臨時水倉前的各躲避硐室使用風泵接力排水，直至排到臨時水倉，各臨時水倉內(nèi)（每隔350m施工一個）均布置兩臺DQS-50/170/55電泵，靠近地面的臨時水倉直接將水排至地面。移動水箱（B×L×H=1.5m×1.5m×1.5m）跟著工作面掘進不斷前移，確保能及時排水。

5.2 截水

進入含水層以后，臨時水倉前每個安裝排水泵的躲避硐室，挖設橫向截水槽，截水槽深400mm寬200mm，確保能將底板的流水充分截入躲避硐室，減輕工作面排水壓力。為配合施工需要及電泵揚程每隔350m（斜長）施工一個臨時水倉。臨時水倉排水坑為B×L×H=4m×4m×2m，臨時水倉之間使用電泵集中排水。

6 施工組織管理

采用多班組專業(yè)滾班作業(yè)、后路成巷平行交叉作業(yè)方式。施工時，2個掘進班、2個架棚班、3個噴漿班（分為頂板、左幫、右?guī)桶啵┚M行施工安全、質(zhì)量、速度競爭，根據(jù)項目部預先規(guī)定的標準進行獎勵或者處罰。機電隊分為機修和電工兩個班，機修班負責井下、地面所有水泵、開關、噴漿機以及風動工具的維護和保養(yǎng)。電工班負責絞車、壓風機、電泵、供電等。運輸隊負責地面、運輸、供料和井簡軌道的維護和搶修。人員實行“三八”工作制。

7 結(jié)語

（1）縮短循環(huán)時間是提高施工進度的保證。（2）采用挖掘機裝巖，優(yōu)點是在有涌水的斜井中施上便于出矸和排水，另一方面挖掘機便于清底，可有效的克服斜井施工常見的底高現(xiàn)象，有利于全斷面掘進。（3）利用大斷面的特點，一是多上鉆分層鉆進，可縮短打眼時間從而縮短循環(huán)時間二是布置雙提升，出矸、運送物料可最大限度的發(fā)揮平行作業(yè)優(yōu)勢。（4）加強挖掘機的管理，定時定人維修保養(yǎng)挖掘機，可減少挖掘機發(fā)生故障，提高挖掘機的工作效率，也是縮短循環(huán)時間的關鍵。（5）全斷面掘進爆破效率高，巷道直墻部位規(guī)格好，尾工少，有利于一次成巷。（6）采用中深孔爆破，提高小班掘進進尺是提高單進的關鍵。（7）前探粱即可作為臨時支護又可作為架棚梁使用，縮短架棚時間。（8）引入自由競爭獎勵機制：2個掘進班、2個架棚班、3個噴漿班，各自進行良性競爭，提高了工人的積極性，減少了單循環(huán)時間。

作者簡介：陳志文（1970—），男，安徽宿州人，工程師，具有豐富的礦井施工與管理經(jīng)驗。

李金斗（1983—），男，河北獻縣人，畢業(yè)于河南理工大學測量工程系，研究方向：礦井建設新工藝、新技術、新設備的研究與應用。