煤礦下山巷道掘進技術的研究

摘 要：煤礦下山掘進中通常會出現裝載困難、巷道內各處的涌水容易積存到工作面以及礦車運輸過程極易出現因牽引裝置的滑落或斷繩引起跑車事故，為了確保工程的順利實施，本文以山東省兗礦集團南屯煤礦的具體施工為研究對象，本文通過對防止跑車的安全措施、做好排水工作、運輸手段、爆破參數等部分的一系列改造，得出高效、安全施工作業的具體方法。

關鍵詞：下山巷道掘進 爆破參數 設備配置 運輸手段

中圖分類號：TD4221 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（c）-0075-01

隨著業務范圍的不斷擴大，我國的采礦業在最近的幾年里得到了飛速的發展，為了適應各種復雜工況以及連續作業的實際需求，適當的提高掘進速度與效果已經成為掘進隊伍所亟待解決的一大問題，由于技術水平落后、設備沒有及時的更新換代、對不同工作環境無法及時適應等原因，該工程隊在煤礦下山巷道的施工過程中，始終無法達到預期的效果，為盡快實現施工隊伍的現代化轉變，本文通過對防止跑車的安全措施、做好排水工作、運輸手段、爆破參數等部分的一系列改造，為其進行華麗轉型，提供必要的研究與探討。

1 工程情況介紹

1.1 巷道施工過程中的基本特征

十三采區矸石皮帶巷下軌道的下山工程總量為1350 m。傾斜角為13°，直墻半圓拱斷面，巷道凈高為3400 mm，寬4000 mm，凈斷面積為10.98 m2，掘進斷面積為11.73 m2，錨索有錨梁網噴進行配合支護，噴長度為 1.95 m，半徑為10 mm，厚度為53～87 mm，采用Ф20×1800 mmKMG400左旋無縱筋螺紋鋼等強錨桿，錨索Ф22×5500 mm，長度為6 m的鋼絞線，錨桿的排間距設定在750 mm×750 mm，錨索的排間距為1900 mm×1900 mm，金屬網的金屬梁由半徑控制在6的鋼筋焊接構成，屬于2350 mm×2350 m的規格，鋼絲網的長×寬=1100 mm×8500 mm，錨固劑為CK2860型樹脂錨固劑，皮帶為SSJ-800膠帶。

1.2 生產情況簡介

施工的組織管理方法、爆破參數、運載形式以及設備落后等原因嚴重阻礙了礦巖巷施工過程中光面爆破錨噴法的施工效果以及經濟指數。

該軌道下山施工所存在的障礙：（1）該礦下軌道下山需要進行13°的掘進，然而巷道十分復雜、多樣的施工環境導致掘進過程中泥巖與炭質泥巖十分容易離層，底板出水嚴重的情況大致工人們在施工過程中不得不穿上防雨衣才能應對惡劣的施工環境。這就一定程度上影響了施工的進度甚至施工人員的工作情緒，以至于施工過程中巷道掘進工作面因積水嚴重，而造成迎頭打眼放炮工作無法如期進行。（2）掘進施工過程中巷道的爆破水平相對較差，成形無法滿足預定目標，導致無法進行一次性成巷、二次排底工作。（3）施工效率低下。由于無法進行平行掘進作業，施工過程中的實際效率僅維持在每月60 m的范圍。（4）施工設備落后。該礦二水平北一壓風量無法滿足迎頭作業的實際需求，只能一次出一車矸石，且承重量僅為55 kw。

2 下山巷道掘進技術的優化改進措施

鑒于工期安排較緊的現實，為盡可能地保證各項施工的順利開展，預定將下山巷道掘進技術在9 h之內進行一次正規、徹底的掘進循環。此過程中，要保障相關設備在施工現場能夠安全運作的前提下，提高掘進效率并且顯著降低工人的勞動強度。為實現預定目標，在改進、優化過程中，該礦具體著眼于以下幾個方面。

2.1 防止跑車的安全措施

（1）采用安全繩法。提升鋼絲繩的尾部鉤頭以上聯結一根環形的鋼絲繩（安全繩）。提升時把安全繩套在礦車上，以免脫鉤跑車。

（2）使用擋車器進行防護。重型鋼軌彎制成的擋車器，實際上是一種能夠架在巷道左右兩側橫梁上的擋桿，該防護欄的一大優勢便在于能夠沿著梁壁回轉，安裝在橫梁兩側可以實現自由伸縮的套管在情況各異的巷道內均可以方便使用。具體工作流程如下：在進行礦車提升時，礦車直接將擋桿帶起，一旦礦車順利通過，擋車器便會因為自重而落如預訂軌道上，放置出現跑車現象。

2.2 排水工作作為重中之重應高質量完成

在進行下山巷道掘進過程中，工作面大范圍的出現積水除卻為施工的正常開展增添許多不必要的輔助工作，還會因為惡劣的工況環境，為保證施工質量帶來很大的困難。因此，在處理排水過程中，必須增強思想認識，將其作為重中之重予以落實、完成。第一步，要確保下山聯絡巷道向下山的滲水被切實堵絕。使用堵、排的方法實現巷道頂底板、工作面加固處理。對于涌水量小于5 m3/h的情況，利用礦車以及箕斗隨矸石直接排出水流。超過此指標的情況，就應該通過在工作面以上安裝水泵、鋪設管路的方法進行排水。

2.3 對出矸系統進行進一步的優化改進

通過選用“迎頭耙矸機→皮帶機→梭車→礦車→電機車”的出矸方式，進行全程的機械化運作，完成矸石利用迎頭耙矸機順利的裝載到75 kw的皮帶機內，并經此進入梭車傳送到礦車中，最后由電機車完成傳輸任務，經過改良后的傳輸系統不僅更加的高效、簡便，而且能保證車皮在相對較短的時間內進行周轉，提高出矸效率。同時，該系統的改進還能夠有效地保障運輸安全，對于提高排矸能力也做出了極大的貢獻。梭車的有效參與，更是將以往施工過程中較多的矸石影響施工進度的問題及時解決。

2.4 對爆破工藝進行優化改良

（1）在進行打眼作業過程中，要根據具體的施工情況，與迎頭打眼處放置3部風鉆，科學規劃鑿巖機的位置放置，同時定眼位、定人、定鉆，將迎頭炮眼劃分為四個區域，打眼工對眼位要進行固定，并根據實際的爆破效果做出所打炮眼的深度、角度判定，通過及時的回饋，完成爆破效率的提高。（2）為提高巖巷掘進的進度，要適當運用深孔爆破技術加深炮眼的深度，通過爆破巖石量的增加，為打眼裝巖的輔助時間進行有效壓縮，提高整體的掘進效率。（3）為確保掏槽的有效深度能夠被加深加大，可以利用雙階楔型掏槽，掏槽眼與中間眼相比要淺200～300 mm，裝2支藥卷，余下的長度使用粘土炮泥以及水炮泥進行封堵，在此基礎上，進一步拋出存在于掏槽的殘余巖石。

3 結論

煤礦下山巷道的掘進是一項十分重要、艱巨的系統工程，為確保高效、快速的完成掘進工作，施工單位應當積極改良施工方法與施工技術，通過多重防護措施的有效組合與運用，在具體的施工過程中，效果是十分明顯的。

參考文獻

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