改善某礦平巷掘進(jìn)速度和效率的途徑

曾未曾

摘要：為適應(yīng)礦山發(fā)展需要，必須在平巷掘進(jìn)速度和效率方面有所突破；通過分析平巷掘進(jìn)中存在的問題和與國內(nèi)外先進(jìn)掘進(jìn)技術(shù)的對比，找出改善平巷掘進(jìn)技術(shù)的途徑，并展望礦山平巷掘進(jìn)的發(fā)展方向。

Abstract： In order to meet the needs of mine development， it is necessary to make breakthroughs in the speed and efficiency of roadway excavation. By analyzing the existing problems in roadway excavation and comparing with the advanced excavation technology at home and abroad， we can find ways to improve the roadway excavation technology，and look forward to the development direction of mine roadway excavation.

關(guān)鍵詞：水平巷道；掘進(jìn)速度和效率；影響因素；對策

Key words： horizontal roadways；driving speed and efficiency；influencing factors；countermeasures

中圖分類號：P633.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）20-0144-02

1 某礦水平巷道掘進(jìn)現(xiàn)狀

1.1 某礦掘進(jìn)工程概況 水平巷道掘進(jìn)在礦山處于重要地位。在過去的10年內(nèi)，某礦“911”水平探采結(jié)合工程（簡稱“911”工程，號稱“三公里三”，掘進(jìn)歷時(shí)10年）、“931”工程相繼上馬，從99年“9918”工程開始，找礦、探礦、礦山總體開發(fā)相繼上馬，光2001年平巷掘進(jìn)就達(dá)7721.08m，創(chuàng)歷史水平。目前某礦正處于探礦、找礦、礦山總體開發(fā)的重要階段，掘進(jìn)量及難度更大，基建時(shí)間要求緊，掘進(jìn)的速度和效率將直接影響到找礦、礦山開發(fā)的速度。

1.2 掘進(jìn)工藝現(xiàn)狀 某礦目前仍在采用淺眼爆破、裝巖機(jī)和鏟運(yùn)機(jī)裝碴、1.07m3固定式礦車和0.75m。翻斗式礦車運(yùn)碴的掘進(jìn)工藝。目前出碴設(shè)備雖然逐漸由鏟運(yùn)機(jī)取代了裝巖機(jī)，掘進(jìn)效率由60-90m/月提高到了150-239.4m，取得了空前的效果，但其它掘進(jìn)工藝卻停止不前；掘進(jìn)工藝水平與國內(nèi)國際先進(jìn)水平仍相差太遠(yuǎn)，我國在60、70年代，一些專業(yè)掘進(jìn)隊(duì)伍就已把獨(dú)頭巷道掘進(jìn)速度控制在500m/月以上，并創(chuàng)造了1400m/月以上的高速度，可見差距之大；差距就差在設(shè)備水平上、工藝水平上、勞動組織上。因此，找出問題所在，縮短差距是當(dāng)務(wù)之急。

2 影響平巷掘進(jìn)速度和效率的的因素

掘進(jìn)過程中，若先不考慮支護(hù)、安裝，掘進(jìn)工藝有：鑿巖→裝藥爆破→通風(fēng)→出碴幾大環(huán)節(jié)，一個(gè)循環(huán)各環(huán)節(jié)所占的時(shí)間見表1。

從以上可以看出，一個(gè)臺班可掘進(jìn)2個(gè)循環(huán)，一個(gè)循環(huán)占4小時(shí)，實(shí)際作業(yè)中排碴條件好時(shí)可達(dá)到3個(gè)循環(huán)，五大工藝環(huán)節(jié)是提高掘進(jìn)速度和效率的關(guān)鍵，而直接影響五大工藝環(huán)節(jié)的因素主要是掘進(jìn)設(shè)備、工藝水平和勞動組織，因此根據(jù)某礦的實(shí)際情況，要提高平巷掘進(jìn)速度和效率，必須找出問題，采取有效措施，方能使掘進(jìn)水平上臺階。

2.1 從鏟碴設(shè)備方面分析 該礦從1998年以前基本采用裝巖機(jī)出碴，以“911”工程為例，平均月進(jìn)度58.7m米，最高進(jìn)尺84.2m，出碴效率低；從1998年11月11日開始使用鏟運(yùn)機(jī)，平均月進(jìn)尺116.3m，最高進(jìn)尺164.3m，使月平均進(jìn)尺提高32m，提前半年完成任務(wù)；目前鏟運(yùn)機(jī)使用逐漸趨于成熟，已使月平均進(jìn)尺定位在160m以上，最高月進(jìn)尺已經(jīng)達(dá)到239.4m，使鏟運(yùn)機(jī)較裝巖機(jī)提高了100m以上的臺階。但鏟運(yùn)機(jī)出碴仍占了1個(gè)多小時(shí)的時(shí)間，而國內(nèi)外連續(xù)化出碴設(shè)備一個(gè)循環(huán)20-30m3的碴量十幾分鐘到幾十分鐘即可出完。從以上數(shù)據(jù)可以看出出碴設(shè)備在掘進(jìn)速度和效率上是起決定性作用的。

2.2 從鑿巖爆破方面分析

2.2.1 鑿巖方面 目前該礦仍采用YT—24、YT—25氣腿式鑿巖機(jī)，處于低速度、低工效、高成本階段，鑿巖速度局限于0.3m/min，一個(gè)循環(huán)雙機(jī)鑿巖，一個(gè)作業(yè)面30-40m的鑿巖量，鑿巖時(shí)間長達(dá)1個(gè)小時(shí)以上，從一個(gè)循環(huán)時(shí)間看，鑿巖已占了1/4還多的時(shí)間，若要打2-6m的中深孔，由于鑿巖設(shè)備功率小，孔越深阻力越大，鑿巖效率更低，無法適應(yīng)中深孔作業(yè)。對比國內(nèi)外，二機(jī)、三機(jī)半液壓鑿巖臺車鑿巖效率1.2-1.5m/min，30-40m鑿巖量只需30分鐘左右；而使用雙機(jī)全液壓鑿巖設(shè)備，鑿巖效率5.9-6.7m/min，30-40m鑿巖量只需6分鐘左右；可見在鑿巖方面可挖掘的潛力非常大，因此，更新鑿巖設(shè)備提高鑿巖速度和效率，對增加掘進(jìn)循環(huán)和推廣中深孔爆破是非常關(guān)鍵的。

2.2.2 爆破方面 該礦目前現(xiàn)狀是，爆破效率低，超挖嚴(yán)重；爆破效率通過現(xiàn)場統(tǒng)計(jì)，1.3m孔深，根據(jù)巖層情況，進(jìn)尺在0.8-1.1m之間，平均爆破效率80%，爆破效率低的原因主要是布眼不合理、掏槽效果不好，若使爆破效率提高到95-100%，每月可增加進(jìn)尺30余米；超挖方面，通過工程驗(yàn)收平巷掘進(jìn)普遍超挖15cm以上，每掘進(jìn)1m，平均超挖1m3，每月若完成160m，則超挖160m3，一般折合沿脈斷面27米，穿脈斷面35m。可見在超挖和爆破效率方面每月浪費(fèi)了60多米的進(jìn)尺和成本，可挖掘的潛力非常大。

2.3 從整個(gè)工藝配置方面分析 目前該礦采用1.5-2m的淺眼爆破，一個(gè)作業(yè)面，配置一臺鏟運(yùn)機(jī)和一臺3噸的電機(jī)車，一串車15輛的固定式礦車或一串12翻斗式礦車；掘進(jìn)中采用不同的釬桿鑿巖，對一個(gè)臺班循環(huán)的影響就不同，具體見表2。

從表2可以看出，固定式礦車采用1.5m的釬桿鑿巖，一個(gè)循環(huán)一串車剛好可以出完，一個(gè)臺班可完成2個(gè)循環(huán)，采用1.5m以上的釬桿，一個(gè)循環(huán)的碴量一次出不完，作業(yè)面有剩余的碴子，待碴車排完碴回返出盡作業(yè)面碴子后方可進(jìn)入第二循環(huán)，此時(shí)已經(jīng)不能徹底完成第二循環(huán)；同樣采用1.5m和1.5m以上的釬桿，提高爆破效率，一個(gè)臺班完不成2個(gè)循環(huán)；翻斗式礦車出碴，必須一個(gè)循環(huán)有兩串車確保方能保證2個(gè)循環(huán)。可見，排碴能力直接制約其它工藝的發(fā)展，并可以看出，只是單方面提高某個(gè)設(shè)備、工藝水平，而不考慮工藝、設(shè)備的合理配置，是無法徹底實(shí)現(xiàn)提高掘進(jìn)速度和效率的。

2.4 分析得出的結(jié)論 從以上幾方面的分析可得出幾方面的結(jié)論：①某礦平巷掘進(jìn)提高速度和效率最大制約因素是設(shè)備，與國內(nèi)國際的差距也主要在設(shè)備上；②某礦平巷掘進(jìn)提高速度和效率第二大大制約因素是控制爆破和爆破效率效果不佳；③設(shè)備和工藝合理配套是提高平巷掘進(jìn)速度和效率的關(guān)鍵制約因素。

3 提高掘進(jìn)速度和效率的途徑

通過以上的分析，找到了制約該礦平巷掘進(jìn)發(fā)展的因素和存在的問題，要解決這些問題，目前只能結(jié)合該礦的實(shí)際，由于該礦基建工程較多，時(shí)間要求緊，許多工程從人力、設(shè)備、施工及技術(shù)水平上自身難以全部承擔(dān)，因此引進(jìn)了國內(nèi)一些優(yōu)秀的施工隊(duì)伍參與進(jìn)來施工，充分發(fā)揮他們的優(yōu)勢，起到了非常好的效果；在這種背景下，讓該礦至少6支掘進(jìn)隊(duì)伍都配置先進(jìn)的鑿巖、出碴、運(yùn)輸?shù)呐涮自O(shè)備，從經(jīng)濟(jì)上、長遠(yuǎn)利益上均是不合理的；只能根據(jù)該礦的實(shí)際情況，在經(jīng)濟(jì)，合理的前提下解決存在的問題。

3.1 重視發(fā)揮爆破技術(shù)的作用，提高爆破效率

①采用光面爆破技術(shù)和合理布置周邊眼，控制超欠挖；②注重炮孔組參數(shù)的實(shí)驗(yàn)和研究，采用合理的掏槽技術(shù)，提高爆破效率。從前面的分析可知，發(fā)揮了爆破技術(shù)的作用，可以挖掘出30-60m潛力，并且結(jié)合該礦的實(shí)際情況，在更新鑿巖、出碴設(shè)備上余地較少，而爆破工藝的改進(jìn)比設(shè)備的更新花錢少、收效快，為此，從爆破技術(shù)上下工夫，是目前解決掘進(jìn)速度和效率的主要途徑。

3.2 合理提高設(shè)備水平，為提高掘進(jìn)速度和效率創(chuàng)造條件

3.2.1 鑿巖設(shè)備方面 由于該礦屬老礦山，原有的壓氣系統(tǒng)不能全部被淘汰，因此必須繼續(xù)使用風(fēng)腿式鑿巖機(jī)，繼續(xù)發(fā)揚(yáng)風(fēng)腿鑿巖機(jī)輕便、靈活、可多機(jī)同時(shí)作業(yè)、鑿巖輔助時(shí)間短的優(yōu)勢。但目前該礦又趕上礦山總體開發(fā)開發(fā)，開發(fā)新礦體的掘進(jìn)中完全可以與采礦結(jié)合起來，推廣使用先進(jìn)的全液壓鑿巖設(shè)備。

3.2.2 繼續(xù)充分發(fā)揮鏟運(yùn)機(jī)的作用 由于受鑿巖設(shè)備的不配套，采用高效率的連續(xù)作業(yè)裝載機(jī)是不合理的，而鏟運(yùn)機(jī)作為無軌設(shè)備，在使用上比較成熟，在平巷掘進(jìn)中已高效率地發(fā)揮了作用，使月進(jìn)尺較裝巖機(jī)提高了100m以上的臺階，因此，繼續(xù)使用鏟運(yùn)機(jī)是確保平巷掘進(jìn)的速度和效率的關(guān)鍵。

3.2.3 合理采用與工藝水平、設(shè)備水平配套的排碴運(yùn)輸系統(tǒng) 從前面分析可知，目前該礦排碴運(yùn)輸能力已經(jīng)阻礙了長釬桿的使用和爆破效率的提高，若在鑿巖設(shè)備水平、爆破效率等方面有所提高，現(xiàn)有運(yùn)輸能力更不能滿足要求，為此，只有優(yōu)先擴(kuò)大排碴運(yùn)輸能力，才有條件進(jìn)行鑿巖、出碴設(shè)備水平和爆破技術(shù)的改進(jìn)；要提高排碴運(yùn)輸能力，若采用一個(gè)掘進(jìn)作業(yè)面兩串車確保，完全能滿足提高排碴運(yùn)輸能力的要求，但結(jié)合該礦實(shí)際，掘進(jìn)作業(yè)面非常多，從礦車上、運(yùn)輸線運(yùn)輸能力上均不能確保，因此盡量采用能一次性排一個(gè)掘進(jìn)循環(huán)的排碴設(shè)備；根據(jù)該礦巷道及軌道情況，有條件采用2-4m3的固定式或側(cè)卸式礦車，優(yōu)先考慮梭式礦車；只要解決了運(yùn)輸能力問題，最終才能有條件改善平巷掘進(jìn)的速度和效率問題。

3.3 采用科學(xué)合理的勞動組織形式 在一定的設(shè)備、工藝水平上，決定掘進(jìn)速度和效率關(guān)鍵在嚴(yán)密的勞動組織，只要有條件盡量采用多機(jī)作業(yè)，主要工作面平行作業(yè)，充分協(xié)調(diào)好各工藝環(huán)節(jié)之間的銜接，并根據(jù)作業(yè)條件合理采用勞動組織形式，最終才能確保掘進(jìn)的效果，比如在該礦，根據(jù)作業(yè)面條件的不同，采用四班三倒形式月記錄達(dá)到了239.4m，采用五班四倒月記錄達(dá)到了274.6m，挖掘出30多米的進(jìn)尺；可見，通過嚴(yán)密的組織形式和嚴(yán)密的管理，充分合理地利用時(shí)間，確保作業(yè)質(zhì)量，是最終提高掘進(jìn)速度和效率的根本保證。

從以上途徑可以看出，只要以上問題得以解決，完全可以使該礦的掘進(jìn)速度和效率提高到一個(gè)新的臺階。

4 今后發(fā)展方向

目前解決平巷掘進(jìn)速度和效率的主要途徑，是建立在該礦現(xiàn)有條件的基礎(chǔ)上的，只能小范圍內(nèi)提高掘進(jìn)速度和效率，與國內(nèi)外先進(jìn)的掘進(jìn)水平相比差距仍很大，今后能否趕上，關(guān)鍵看該礦今后的發(fā)展；從目前的情況看，某礦正處于找礦、探礦、礦山大開發(fā)階段，基建工程量大，掘進(jìn)隊(duì)伍加上招投標(biāo)來的單位至少有8支，基建時(shí)間要求緊，基建時(shí)間的長短直接影響到礦山的發(fā)展，從這個(gè)意義上看，平巷掘進(jìn)上與國內(nèi)外先進(jìn)水平靠齊，對于該礦的發(fā)展具有重要意義的；另外，今后新礦體的開發(fā)已考慮與國內(nèi)外先進(jìn)水平靠齊，朝自動化、機(jī)械化方向發(fā)展，不一定沿用原有的壓氣等系統(tǒng)，從這個(gè)角度看，在今后和開發(fā)新礦體的掘進(jìn)中，完全可以與采礦結(jié)合起來，使掘進(jìn)上與國內(nèi)外先進(jìn)水平靠齊是有條件的。可見，結(jié)合未來發(fā)展，經(jīng)濟(jì)合理地配置先進(jìn)的掘進(jìn)設(shè)備及工藝是有必要的；在引進(jìn)先進(jìn)的掘進(jìn)隊(duì)伍的同時(shí)，可以建立一到兩支配備先進(jìn)鑿巖、出碴設(shè)備和工藝合理配套的掘進(jìn)隊(duì)伍，在礦山大開發(fā)中、在新礦體開發(fā)掘進(jìn)中和今后的突擊施工中發(fā)揮重要的作用。

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