鉆裝運錨一體化機組在煤巷開口施工中的實踐

寧曉輝

（霍州煤電豐峪煤業有限責任公司安裝分公司，山西 霍州 031400）

據統計煤礦開口工程一般占用時間為15～30 d，由于施工的非正規性和條件的多變性，當前沒有統一完備的施工方法。大多數煤礦開口掘進施工生產組織中，多是召開多次協調會和現場會，確定臨時作業形式和臨時生產系統，巷道開口大多采用人工作業方式，勞動生產效率低。因此，開口工程的施工速度、施工質量直接影響到巷道工程總體工期和質量，是盤區（采區）及工作面順利接替的重要環節工程之一，需引起高度重視[1]。

新型掘進（準備）法旨在解決較為復雜巷道施工工程問題，如大斷面施工、硐室施工及煤礦常見的巷道開口施工等。該方法為特殊工程的施工提供了一套科學的方法，尤其為巷道快速開口施工提供了高效安全的解決辦法[2]。本文以曹村煤礦1305 軌道回風巷工程為例，對新型掘進（準備）法在煤礦開口工程的施工實踐進行研究。

1 工程概況

曹村煤礦掘進隊從東回風大巷開口施工1305軌道回風巷，開口工程長度為135 m，巷道工程均為煤層巷道，煤層平均厚度5.36 m，煤層傾角小于10°，平均傾角3°。煤層基本頂為粉砂巖，厚度1.60 m；直接頂為泥巖，厚度1.80 m；直接底為泥巖，厚度0.60 m；基本底為粉砂巖，厚度2.00 m。巷道為矩形斷面，巷道掘進寬度5200 mm。掘進高度4600 mm，掘進斷面積23.92 m2；巷道凈寬為5000 mm，凈高4500 mm，凈斷面積22.5 m2。巷道采用樹脂加長錨桿組合支護、錨網加錨索聯合支護。1305 軌道回風巷開口平面布置圖如圖1 所示[3]。

圖1 1305 軌道回風巷開口平面布置圖

2 新型掘進（準備）法施工實踐

2.1 施工方法

采用鉆眼爆破法，即采用CZM2-180/36 型煤巷鉆裝運錨一體化機組打眼，煤礦許用毫秒延期電雷管引爆，三級礦用乳化炸藥爆破，MFB-150 型發爆器起爆，采用全斷面一次爆破作業方式。緊靠工作面的永久支護距工作面煤壁不大于0.2 m，爆破落煤后不大于2.0 m，即最大空頂距不大于2.0 m，最小空頂距不大于0.2 m。

2.2 施工組織

采用三八制作業，即3個生產班，班中附帶檢修。采用正規循環形式作業，每循環進度1.8 m，每班2個循環，班進度3.6 m，日進度10.8 m。

2.3 炮眼布置

爆破作業采用一次打眼，楔形掏槽，爆破網絡采用大串聯全斷面一次起爆，裝藥結構為正向裝藥。工程炮眼布置情況如圖2 所示。炮眼深度2.0 m，炮眼個數32 個。

圖2 炮眼布置示意圖

2.4 施工技術方案

采用CZM2 -180/36 型煤巷鉆裝運錨一體化機組、SGW- 40T 刮板輸送機（能力為150 t/h）組成綜合機械化掘進系統。一臺激光指向儀控制中線，鉆裝運錨一體化機組完成頂幫錨桿、錨索的鉆眼錨注工作，使用力矩扳手完成幫錨桿預緊力的緊固及頂幫錨桿預緊力檢測工作，采用手動換向泵及YGS-300 型張拉千斤頂完成錨索的緊固，采用LDZ400 型煤礦用錨桿拉力計來檢查錨桿錨固力是否達設計值，以確保施工質量[4]。

2.5 施工工藝流程

交接班→施工炮眼→檢查瓦斯→裝藥聯線→爆破前要檢查瓦斯→班長清點人數后人員撤離至安全地點→爆破工最后離開工作面至安全地點爆破→噴霧灑水→爆破后待工作面炮煙散盡一爆破工、瓦檢工、班組長巡視爆破地點并檢查瓦斯→確認無誤后機組進入工作面→出煤→出煤后升起前部支承→敲幫問頂→巷道成形修理一落下前部支承→上鋼筋網→置圖聯網→打頂部錨索→聯幫網支護→驗收→退機組至安全地點→開始下一循環。

3 效果

1305 軌道回風巷工程采用鉆裝運錨一體化機組進行開口處的施工，135 m 巷道掘進工程用時16 d，平均日進尺8.5 m，施工效率理想。具有以下優點：

（1）掘進速度快、機械化程度高。除裝藥爆破外，其余鉆、裝、錨、運均為機械化一體作業，施工速度快，機械化程度高。

（2）有臨時支護。機組安裝有雙支承機構，用于支護頂板，每個支承臂的支護力為2 t，解決了長期以來掘進工作面沒有可靠臨時支護的問題。

（3）工人勞動強度低。設備上材料、機具齊全，支護材料和機具隨機往前平移，減少了工人的人工運料勞動；設備上安裝有升降作業平臺，便于工人在打眼、安裝錨桿時的升降作業。

（4）功能一體化設計。減少了退機支護的輔助時間（綜掘支護需要退機）；減少了人工支護需要搭腳手架作業時間；多臂頂幫支護功能多，減少了工人支護機具的搬運工作；材料、機具平臺設置減少了人工搬運材料機具的時間和勞動。

（5）施工作業安全性高。作業人員在操作平臺上，實現遠距離作業，安全系數高；操作平臺的設置，減少了高空作業帶來的安全隱患；采用濕式打眼粉塵小，對工人的危害小；噪聲低，比風鉆打眼噪聲低。