不同圍巖條件下巷道施工的合理循環進尺研究

黃振其

摘 要：掘進巷道在煤礦開采中的作用和地位不言而喻，就好比山區的隧道工程對于全線貫通的意義。但是巷道的施工，往往會遇到不同的圍巖條件，需要在不同的圍巖條件下進行施工，所以需要選擇合理的方法。文章探討了提高不同圍巖條件下的巷道施工合理循環進尺思路。

關鍵詞：圍巖條件；巷道施工；煤炭開采；循環進尺

中圖分類號：U455.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）5-0171-01

在煤礦開采過程中，巷道的掘進占了大部分的工期。在巷道施工中，需保證掘進進度、質量，為圍巖的穩定和安全支護創造有利的條件。對不同的圍巖條件，在掘進的斷面、鑿巖設備和人員技術程度等方面均相同的情況下，確定合理的炮眼深度與布眼方式，可以降低打眼工作量以及炸藥消耗量。同時，還可以提高炮眼利用率和施工進度，使圍巖受到的擾動最小，裝碴、支護等用時最少。

1 圍巖條件對炮眼深度的影響因素

在煤礦巷道施工中，掘進受很多因素的影響，總的來說主要包括：第一，圍巖條件；第二，掏槽方式，第三，火工品材料；第四，鉆眼質量與深度；第五，裝藥量與裝藥結構；第六，工程進度與管理水平；等等。其中，炮眼深度對于循環鉆眼、裝碴工作量，以及循環時間、掘進速度等起著決定性的作用。在軟弱圍巖當中，由于巖體比較松散，裂隙的密度比較大等，此外，其整體性也比較差，物理力學差異大等，導致巷道的施工難度大。巷道開掘之后，由于圍巖的穩定性差，爆破掘進施工稍有差池，則可能造成大面積坍方，進而給施工進度與質量造成較大影響，造成較大的工程損失。因此這就要求施工隊伍，必須根據不同圍巖條件，合理確定整體方案、確定鉆爆的參數。

一般情況下，在軟弱圍巖鉆爆開挖中，應合理確定鉆爆參數，并通過一定量的試驗，摸索鉆爆開挖的規律，制定可行性強的巷道開挖方案。即便是同一級別軟弱圍巖，如果巖性的條件發生變化，也應該采取和確定針對性強的爆破參數，遵循“短進尺、弱爆破、少擾動”的掘進原則，控制爆破裝藥量、規模，進行安全支護，配備專業的監控測量設備通過分析測得的數資，及時修正爆破、裝藥參數等，有效降低爆破開挖對圍巖的破壞。所以，在軟弱圍巖中，一般采用淺眼爆破，炮眼深度控制在0.8～1.5 m的范圍內；嚴格控制一次爆裝藥量，降低爆破對圍巖的擾動。不過，對于比較堅硬的圍巖，由其自穩能力強，炮眼深則取決于施工的進度、斷面大小和機械設備的能力等，此外，還需要考慮工人的技術熟練程度。所以，硬巖一般采用深眼爆破，以便取得綜合和規模效益。

2 不同圍巖條件下巷道施工合理循環進尺的選擇

循環進尺=炮眼深度×炮眼利用率。炮眼深度是指炮眼底到操作面的垂直高度，而沿著炮眼的深度叫炮眼長度。在兩者中，炮眼深度的高低，對掘進工序的時間，對爆破效果和掘進速度都有著重要的影響，特別對掘進循環次數起著決定性的作用。因此，為了提高掘進速度，在提高機械化作業水平、改進掘進技術和提高施工組織水平的基礎上給下，還應加大眼深深度，并增加循環的次數。

按照相關的煤礦巷道掘進經驗，一般采用深眼多循環掘進方式，這樣可以使工時利用最大化，給鑿巖、裝碴提供更多時間，從而減少裝藥、通風和準備工作的耗時。但由于眼深和循環次數之間存在矛盾，所以，需要正確分析和處理兩者之間的關系。當前，掘進機械化程度、掘進技術都得到改進，當達到要求的循環指標之后，就應合理控制循環的次數，增加眼深的深度。因此，合理確定循環進尺，首先需要確定炮眼的深度。炮眼深度確定之后，根據施工組織的要求、設備能力和圍巖條件等進行掘進施工。

3 不同圍巖條件下合理循環進尺研究

2012年1月至2013年12月期間，按照習慣性的做法，在我礦采取了盡可能通過提高鉆眼深度得到相對高的循環進尺的做法并取得了相應的效果。但是，根據對我礦巷道施工情況統計資料進行分析，結果表明：隨著炮眼深度增加，單循環進尺雖有一定的提高，可隨之而來的便是效果問題，且循環時間也在很大程度上增加，掘進速度不提反慢。由于殘眼的比較深、炮眼利用率低。同時，整體掘進面的平整度也不高，造成每茬炮掏槽眼的布設都非常的困難，每茬炮都需一定的時間處理殘眼，安全性不高。

從2012年6月開始，我礦對炮眼深度的試驗做了大量的研究工作，根據炮眼深度的不同，對第Ⅱ、Ⅲ和第Ⅳ類圍巖各擬定4個炮眼深度方案，技術人員隨之檢查，記錄客觀的爆破數據、循環工序時間等。經過系統的整理和分析，整理出了該我礦巷道的爆破情況。

結果表明，對于不同的圍巖條件，在機械設備配置、運輸方案等均相同的條件下，不同的炮眼深度，炮眼利用率和循環進尺的區別比較明顯。這表明，隨著鉆眼深度的加深，循環進尺并不一定升高，因此，不同的圍巖條件，應選擇并確定合理的炮眼深度，這樣才可能得到較高的循環進尺。

單單依靠增加打眼深度、增加炮眼數目，以及加大炸藥用量、延長循環作業時間等方式，實踐證明，并不是獲得高炮眼利用率的最佳方式。對于不同的圍巖條件，即便機械設備配置、運輸方案相同，炮眼深度也是不同的。所以，在煤礦巷道施工中，施工隊伍應根據斷面尺寸、圍巖類別來確定具體的炮眼深度，從而獲得單位時間內的最高進尺，達到比較高的月進度。相關的試驗也表明，采用人工手持風鉆打眼，機械裝碴時，煤礦巷道掘進的Ⅱ類圍巖合理的炮眼深度是1.2 m，循環進尺為1.15 m；Ⅲ類圍巖的炮眼深度是2.5 m，循環進尺為2.2 m。

4 結 語

本文主要探討了煤礦巷道施工合理循環進尺，是一般性的原則，所以，在具體的巷道施工時，還應該根據圍巖條件的不同、試爆情況合理調整炮眼深度、修正爆破的參數；此外，施工還需要考慮施工進度、設備配置情況和運輸方案等。包括一些輔助措施、工人的技術等。實踐表明，僅僅通過增加炮眼深度來提高進尺、施工速度的做法不可行。最后，不管是什么巖性的巷道，都應在推行光面爆破的基礎上，選擇合理的炮眼深度，尋求合理的循環進尺。

參考文獻：

[1] 黃福波.不同圍巖條件下巷道施工的合理循環進尺研究與實踐[J].煤炭科技，2009，（11）.

[2] 張三龍.不同圍巖條件下隧道施工的合理循環進尺研究分析[J].陜西建筑，2012，（21）.