大斷面巖巷快速掘進技術(shù)研究

穆彥鵬

摘要：近年來，礦井產(chǎn)量的逐年增加，工作面開采深度的增大，對煤礦的開拓掘進水平提出了更高的要求。本文主要根據(jù)郭二莊煤礦開采的具體情況，對大斷面巖巷快速掘進技術(shù)進行了研究和探討。

Abstract： In recent years， the increase of mine output and the mining depth in working face has put forward higher requirements for the development level of coal mines. This paper mainly studies and discusses the rapid excavation technology of large section rock roadway according to the specific conditions of Guoerzhuang Coal Mine.

關(guān)鍵詞：大斷面巖巷；快速掘進技術(shù)；研究

Key words： large section rock roadway；rapid excavation technology；research

中圖分類號：TD82 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）19-0240-02

0 引言

郭二莊煤礦隨著近年來礦井產(chǎn)量的逐年增加，工作面開采深度的不斷加大，對煤礦的開拓掘進水平提出了更高的要求。特別是一水平即將結(jié)束，中厚煤層的生產(chǎn)重點將轉(zhuǎn)入二水平南翼采區(qū)；而且薄煤層采區(qū)的生產(chǎn)重點下一步將由北翼三采轉(zhuǎn)入北翼四采。根據(jù)采區(qū)銜接情況，我礦今后一段時間將有多條巖巷必須進行掘進施工，如二水平南翼三采區(qū)的皮帶下山、軌道下山，二水平北翼三采回風道，北翼四采區(qū)回風道以及擴大區(qū)的延伸等。為了保證采區(qū)的正常銜接、煤礦的正常運行，我礦必須加大這些巖巷的掘進速度，否則我礦生產(chǎn)系統(tǒng)將面臨脫節(jié)的危險。如何在現(xiàn)有的隊伍基礎(chǔ)上完成如此間距的任務(wù)成為我礦下一階段的重點工作。為了保證采區(qū)的正常接替，煤礦的正常生產(chǎn)，我礦成立了重點課題小組，對“大斷面巖巷快速掘進技術(shù)研究”課題進行重點攻關(guān)。

1 大斷面的巖巷掘進技術(shù)用途及適用范圍

通過改進現(xiàn)場的施工工藝，加強施工組織，及時調(diào)整爆破參數(shù)及巷道支護參數(shù)，嚴格工程質(zhì)量管理，應用新型設(shè)備等手段來加快巖巷的單進水平，提高巖巷的掘進速度。該成果適用于各種條件下的大斷面的巖巷掘進。

2 技術(shù)所依據(jù)的科學原理

2.1 加強現(xiàn)場施工管理、創(chuàng)新勞動組織模式

按照常規(guī)的“三八”制作業(yè)循環(huán)模式，應有兩個掘進班、一個噴漿班，巷道掘進時間為16個小時；按照常規(guī)的“四六”制作業(yè)循環(huán)模式，應有三個掘進班和一個噴漿班或者兩個掘進班和兩個噴漿班，巷道掘進時間為12-18個小時。為了增加巷道的掘進時間、提高巷道的掘進速度，實施了“四六”制加“雙八”制循環(huán)模式。即迎頭安排四個掘進班實行“四六”制作業(yè)循環(huán)模式，確保巷道24小時掘進不停，同時在后路再增加2個噴漿班，確保巷道的噴漿進度與掘進進度保持一致。迎頭掘、錨、支一體化，在不留安全隱患的前提下，后路與迎頭留一定的距離，實現(xiàn)了平行作業(yè)，提高了巷道的掘進效率的同時保證了安全生產(chǎn)。另外根據(jù)各工種作業(yè)性質(zhì)以及勞動強度的不同采用不同的作業(yè)循環(huán)模式。如迎頭掘進人員采用“四六”制循環(huán)模式，后路電工、皮帶機司機、耙斗司機等采用“三八”制作業(yè)循環(huán)模式，加強現(xiàn)場的勞動組織管理，確保各工作的效率最大化。實現(xiàn)多工序多工種平行作業(yè)，提高生產(chǎn)效率。

2.2 根據(jù)掘進巷道的巖性不同及時調(diào)整循環(huán)進度及支護參數(shù)

根據(jù)施工巷道的巖性不同，及時調(diào)整施工地區(qū)的炮眼布置參數(shù)。既可以在確保巷道的一次成巷的同時不超寬超高，又可以根據(jù)巖性的不同調(diào)整打眼深度及循環(huán)進度。在保證安全的前提下實現(xiàn)出碴量的最小化以及打眼時間的最低化。另外根據(jù)施工巷道的圍巖巖性及巷道壓力的不同，及時調(diào)整巷道的支護參數(shù)。根據(jù)巷道的不同圍巖條件，根據(jù)具體情況選擇“錨桿+噴漿”、“錨桿+網(wǎng)+噴漿”、“錨桿+網(wǎng)+錨索+噴漿”、“全錨索+噴漿”等不同的支護方式，同時根據(jù)巷道圍巖的狀況及時調(diào)整錨索的長度及間排距。這樣在保證安全的前提下，優(yōu)化支護參數(shù)，減少巷道的支護時間。通過及時調(diào)循環(huán)進度及優(yōu)化支護參數(shù)的方式，在保證安全的前提下提高迎頭工作人員的工效，實現(xiàn)了掘進、支護的效率最大化從而提高了巷道的掘進效率。

2.3 應用新式設(shè)備配合水平碴倉，提高裝載運輸能力

按照以往掘進經(jīng)驗，迎頭跟一臺耙斗裝巖機，在每次放炮后通過耙斗裝巖機配合罐車直接出貨，在完成出碴后再進行下一次循環(huán)，大大降低了巷道的掘進時間。為了實現(xiàn)平行作業(yè)、提高裝載運輸能力、增加巷道的掘進時間、提高巷道的掘進效率，我礦引進了ZDY-100履帶式挖掘式裝載機。由于挖掘式裝載機的出碴能力較以往使用的耙斗式裝載機要大得多，大大降低了迎頭的出碴時間。另外在后路巷道條件穩(wěn)定的地方施工一個水平碴倉，水平碴倉的儲碴量一般在40-80罐。這樣通過迎頭能履帶式挖掘裝載機配后二運皮帶及后路皮帶輸送機直接先將碴運至后路碴倉，在保證不影響迎頭施工的前提下再通過耙裝機配合罐車將碴倉的矸石外運，實現(xiàn)掘進和運矸的平行作業(yè)。從而確保了迎頭出貨的時間最短化，增加了迎頭的掘進時間、提高了掘進效率，加快了巷道的施工速度。

3 技術(shù)實施地區(qū)概況

通過工程區(qū)201隊自2011年11月開始在多個地區(qū)實施。其中包括二水平北翼四采回風道，二水平南翼三采副巷、皮帶下山、軌道下山，二水平北翼三采回風道，南翼22108車場等作業(yè)地區(qū)。巷道斷面均為4.5×3.5m（凈寬×凈高）。巷道均采用錨噴支護。錨桿選用？準18×2100mm圓鋼錨桿，每根錨桿使用一支Z2360樹脂錨固劑，錨桿間排距800×800mm；盤條網(wǎng)選用？準6mm盤條網(wǎng)，規(guī)格：1500×900mm；噴漿厚度100mm，水泥標號425號，配比為水泥：砂：石子=1：2：3（重量比）；頂錨索選用？準17.8mm鋼絞線，長度根據(jù)實際情況選用7.3m、9.3m、12.3m、15.3m，間排距根據(jù)實際情況定為0.8-5m，每根錨索使用兩只Z2360和一支S2360樹脂錨固劑；幫錨索選用頂錨索選用？準15.24×4300mm鋼絞線，間排距根據(jù)實際情況確定為0.8-5m或不打幫錨索，每根錨索使用兩只Z2360樹脂錨固劑。錨桿錨固力為260kN，頂錨索預緊力為30MPa，幫錨索預緊力為26MPa。

4 實施情況及效果

成果自2011年11月開始，以我礦工程區(qū)201隊擔任課題實驗區(qū)隊。自2011年11月至2012年9月底的11個月時間里，先后在二水平北翼四采回風道，二水平南翼三采副巷、皮帶下山、軌道下山，二水平北翼三采回風道，南翼22108車場等地區(qū)實施，共計完成大斷面巖巷進尺1706m，圓滿地完成了預期的目標，其中2012年1月份201隊在北翼四采回風道單進181m，創(chuàng)邯礦集團大斷面巖巷單進新紀錄。

5 經(jīng)濟效益和社會效益

5.1 經(jīng)濟效益

①較以往相比，每年可增加巖巷進尺400m。若要掘進400m巖巷共需用工3360個，若每工按工資200計算，年可減少人工費用3360×200=67.2萬元。

②較以往相比，通過支護參數(shù)的優(yōu)化，平均每米巷道可節(jié)省支護費用95元，按該項目試驗區(qū)隊現(xiàn)水平，年可減少支護費用17.7萬元。

③共可創(chuàng)經(jīng)濟效益：67.2+17.7=84.9萬元。

5.2 社會效益

由于提高了大斷面巖巷的單進水平，保證了采掘正常銜接，穩(wěn)定了煤礦的正常生產(chǎn)；促進了減人提效，降低了工人勞動強度；減少了出碴時間，解決鑿巖與轉(zhuǎn)運設(shè)備配套搭載使用技術(shù)難題；提高了勞動組織現(xiàn)場管理水平，實現(xiàn)了多工種多工序平行作業(yè)；為礦井高進、高效奠定了新的基礎(chǔ)。

6 總結(jié)

①加強現(xiàn)場勞動組織，實施了“四六”制加“雙八”制循環(huán)模式，實現(xiàn)了多工種、多工序平行作業(yè)，提高了工作效率。

②挖掘式裝載機及高效平巷碴倉的應用，提高了裝載、運矸效率。

通過該項目的實施，提高了大斷面巖巷的單進水平，為提高大斷面巖巷的掘進速度積累了經(jīng)驗，該成果達到了省內(nèi)先進水平，具有廣泛的推廣價值和應用前景。

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