礦井巖巷快速掘進技術探析

【摘 要】本文分析了我國巖巷、半煤巖巷、煤巷掘進技術現(xiàn)狀，主要闡述了影響巖巷鉆爆法掘進速度因素、中深孔光面爆破技術、錨噴支護技術、巖巷鉆爆法掘進機械化作業(yè)線、實行正規(guī)循環(huán)作業(yè)和多工序平行交叉作業(yè)等巖巷快速掘進技術問題，使巷道施工更快速、更高效。該技術在煤礦巖巷掘進時，具有一定的實用價值。

【關鍵詞】 巖巷；快速掘進；技術

一、我國巖巷、半煤巖巷、煤巷掘進技術現(xiàn)狀

隨著安全高效采煤機械在煤礦生產中的使用，采煤工作面單產大幅提高，采煤工作面的年推進度超過3000m，這需要更快地巷道掘進準備速度。快速高效掘進對煤礦實現(xiàn)安全高效生產意義重大。煤巷綜掘單進水平在推廣應用錨桿支護技術后也大幅度的提高。2008年某煤炭集團公司下屬A 煤礦全年完成掘進進尺6336.8m，其中月進尺最高達780.2m，B 煤礦掘進煤巷使用4 套連續(xù)采煤機，全年完成掘進進尺7017.3m。相比之下，巖巷單進平均水平因掘進施工技術多年來突破不大，一直徘徊在60m/月左右，導致礦井采掘關系緊張，巖巷掘進工作成為實現(xiàn)安全高效生產的薄弱環(huán)節(jié)。加快巖巷掘進速度，亟待解決。巖巷快速掘進技術要從打眼、出矸、噴漿等主要工序入手，以提高裝備水平、改進爆破作業(yè)方式和支護方式為基礎，應用錨噴支護技術、中深孔爆破技術、使用液壓鉆車、側卸式裝巖機、大功率耙裝機等先進配套設備，形成比較成熟的巖巷掘進機械化作業(yè)線，加快巖巷掘進速度。某煤礦2008 年1 ～ 7 月份平均月進尺143.6m ，其中在4、5 月份分別進尺206m、201m。半煤巖巷道快速高效掘進的主要途徑是采用綜合機械化掘進技術。這是由掘進機、轉載機、輸送機等組成的綜合性配套技術，實現(xiàn)巷道掘進、轉載、運輸、支護機械化作業(yè)。

二、巖巷快速掘進技術

（一）影響巖巷鉆爆法掘進速度因素

巷道鉆爆法的施工水平及技術經(jīng)濟指標受多種因素制約，主要包括設備配置、施工組織管理水平和鉆掘工藝水平，三者之間相互制約。其中設備配置是最主要的影響因素，科學合理的施工組織是實現(xiàn)快速掘進的前提條件，鉆掘工藝水平是影響掘進水平的關鍵。巖巷鉆爆法掘進進尺主要由炮眼平均深度、炮眼利用率、鉆眼時間、裝巖時間、支護時間、調車運輸時間、輔助作業(yè)時間和平行作業(yè)率及受地質、機電、故障、安全等條件限制的正規(guī)循環(huán)率所決定。

（二）中深孔光面爆破技術

鉆爆法掘進巖巷時，按炮眼深度一般將爆破方法分為1.8m 以下的淺孔爆破、1.8 ～ 2.5m 的中深孔爆破、2. 6 ～ 4.0m 的深孔爆破和4.0m 以上的超深孔爆破。近年來，隨著掘進機具的改進和發(fā)展，高效大功率鑿巖設備相繼出現(xiàn)，為中深孔爆破技術的應用和發(fā)展提供了良好條件。中深孔爆破正逐步替代淺孔爆破，特別在巖巷掘進中，應用中深孔爆破技術，對加快巖巷掘進速度起到了重要作用。在巖巷掘進中，采用中深孔爆破技術，可增加循環(huán)進尺，增加一次爆破巖石量，減少打眼的輔助時間，對提高掘進速度和工效有利。

（三）錨噴支護技術

采用高強度、高預緊力、大間排距新型錨桿支護系統(tǒng)，降低每米巷道錨桿數(shù)量，縮短錨桿施工時間，可顯著提高支護系統(tǒng)可靠性。采用 20 mm 螺紋鋼樹脂錨桿，錨固力150kN 以上，使用錨桿鉆機或風動扳手安裝，預緊力可達30 kN 以上。錨桿間排距由0.7m 加大到0.9 ～ 1.1m，數(shù)量由原來的每米巷道16 根減為7 ～ 9 根。某煤礦錨桿與噴射混凝土聯(lián)合支護巷道實行二次支護。前期使用普通樹脂錨桿，后期使用高強樹脂螺紋錨桿，規(guī)格 18mm ×1800mm，間排距800mm × 800mm。某煤炭集團針對快硬水泥錨桿的缺點，推廣高強度左旋無縱筋螺紋鋼樹脂錨桿，其強度高、錨固力大、預緊力高。在巖巷中采用 20mm ×l800mm 的高強螺紋鋼樹脂錨桿時，針對不同巖性，把錨桿間排距加大到800 ～ 1000 mm，每米巷道減少錨桿3 根以上，縮短了錨桿的鉆裝時間，使每個正規(guī)循環(huán)時間減少了1 ～ 1. 5h。通過試驗提高噴漿速度，噴層厚度按巷道不同降為50 ～ 70mm，僅此項就減少噴漿工作量20%以上。

（四）巖巷鉆爆法掘進機械化作業(yè)線

這是巖巷快速掘進的前提條件。在以鉆爆法為主的機械化作業(yè)線中，一般有手持式鑿巖機加耙斗式或鏟斗式裝巖機的作業(yè)線； 全液壓鉆車與正裝側卸裝巖機的作業(yè)線； 鉆裝錨一體化作業(yè)線。我國以手持鑿巖機和耙斗裝巖機為主的作業(yè)線應用較多。一些巖巷95%以上使用以氣腿式鑿巖機和耙斗式裝巖機為主的機械化作業(yè)線。氣腿式鑿巖機使用方便，有部分時間可與裝巖平行作業(yè)。耙斗式裝巖機適應性強、維修簡便。而中小斷面巖巷使用高檔施工設備也是可行的。我國煤礦通過引進、消化、吸收和示范，應用了以調車盤、耙斗裝巖機為主，以側裝機、全液壓鉆車為主，以電動鑿巖機為主和以鉆裝錨機組為主的多種巖巷機械化作業(yè)線，應用在大斷面巖巷施工中，創(chuàng)造了較好成績。

（五）實行正規(guī)循環(huán)作業(yè)和多工序平行交叉作業(yè)

為保證煤礦正規(guī)循環(huán)作業(yè)的實現(xiàn)，要認真編制正規(guī)循環(huán)圖表。依據(jù)施工設備和施工技術及管理水平，對各工序的作業(yè)時間和潛在能力進行測定和留有余地的計算，科學確定循環(huán)方式。在巖巷掘進中，主要是鑿巖和裝巖兩個工序的平行作業(yè)，其他各工序也應盡量采用平行作業(yè)。