巖巷快速掘進技術在錢營孜礦的應用

王玉玨 劉芳

摘要：為解決巖石巷道掘進效率低的難題，提出了以中深孔爆破技術、快速出矸系統及勞動組織優化為重要保障的快速掘進技術，保證了施工的良性快速推進，從而實現巖石巷道快速掘進。

關鍵詞：快速掘進 中深孔爆破 快速出矸系統 勞動組織優化

隨著礦井規模的逐漸擴大，掘進效率低，采、掘比例失調的矛盾日益凸顯，生產接替緊張成為制約礦井增產擴能的突出問題。實踐表明，掘進效率低的主要原因在于掘進破巖、裝運技術，施工設備和管理方法的不科學造成的。因此，只有研發掘進與裝運平行作業的生產工藝和科學的勞動組織優化，才能從根本上解決問題，提高掘進效率和進尺速度。為了改變現有掘進施工工藝，提高掘進效率，錢營孜煤礦突破傳統，大膽創新，積極探索高效快速掘進施工工藝，使巖巷施工技術和優勢得到了充分發揮。

1 工程概況

錢營孜煤西三采區軌道大巷位32煤層下32-40m。巷道設計長度為3000m，按3‰上坡施工，設計斷面為直墻半圓拱型，凈寬×凈高=5200×4000mm。施工范圍內巷道頂板距W3213采空區下32-35m，圍巖受采動影響裂隙發育較破碎。圍巖成份以石英、長石為主，巷道主要受砂巖裂隙水威脅，一般出水量不大，表現為頂底板滴淋、滲水，涌水量為10～20m3/h。

2 機械化作業線及配套設備

采用以耙矸機、皮帶機、可調節卸料斜槽、蓄電池電機車為主的機械化作業線，2臺錨桿機，4臺氣腿式鑿巖機鑿巖，1臺P90耙矸機，12t蓄電池電機車牽，1.5T礦車排矸。掘進工作面出矸系統布置見圖1。

3 施工作業

3.1 施工方法

采用中深孔爆破巷道掘進技術，人工鉆眼，放炮掘進，錨桿機打錨桿掛網，P-90B耙矸機耙矸，SDJ-80皮帶機運矸、1.5T礦車出貨。按正規循環施工，全斷面打眼，采取反向裝藥，多組同時裝藥，全斷面一次起爆。

3.2 施工流程

交接班——安全檢查——裝藥聯線，放炮——安全檢查（如敲幫、問頂）——沖洗巖面巷幫，初噴，打好臨時支護——打裝頂部錨桿，掛網——打上部炮眼——出矸石——打下部炮眼——復噴迎頭——進行下一循環作業——耙矸機前移前進行幫部初噴，打幫部錨桿掛網 ——復噴成巷。

3.3 施工工藝

3.3.1 鉆眼爆破 ①工作面鉆眼選用YT-28氣腿式鑿巖機配2.5m長B22中空六角鉆桿直徑Φ32mm“一”字型鉆頭鉆打進尺炮眼。4臺氣腿式鑿巖機同時作業，操作人員執行五定(人、鉆、位、眼、時)負責制。②采用斜眼掏槽配合輔助掏槽。掏槽眼深控制在2.4m，輔助掏槽眼控制在2.2m。③合理布置炮眼間距。掏槽眼排距取450mm，眼口間距則為1400mm，掏槽眼角度77°，根據巖石硬度進行適當調整。周邊眼間距取300mm，角度為87°。爆破炮眼布置設計見圖2、炮眼參數見表1、爆破參數見表2。施工過程中，可根據巖性和實際情況及時調整打眼眼距、打眼深度、周邊眼和輔助眼眼數、裝藥量等爆破參數，但必須堅持多打眼、少裝藥。④確定最佳炸藥選型。炸藥選用規格為Φ27×400mm三級煤礦許用水膠炸藥，雷管為2～5段毫秒延期電雷管，最后一段延時不超過130ms，雷管嚴禁跳段使用，現場可根據實際采用2、3、4或3、4、5或2、3、4、5段。雷管采用腳線3m長毫秒延期電雷管，發爆器選用MFB-200(強力)型發爆器起爆。

圖2爆破炮眼布置設計

表1炮眼參數

[段

數

2

2

2

3

4

5

5

5

-

炮眼

名稱

掏槽眼

輔助眼

輔助眼

輔助眼

輔助眼

周邊眼

底部眼

水溝眼

總計

炮眼

個數

8

5

2

14

19

37

9

1

96

炮眼直

徑（mm）

32

32

32

32

32

32

32

32

-

炮眼深度（m）

2.2

2.4

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

-

水平 77°

-

-

-

- 87°

-

-

-

垂直

- 90° 90° 90° 90°

- 85° 75°

-

卷/眼

3

3

3

2

2

2

2

2

-

總藥量（Kg）

7.2

4.5

1.2

8.4

11.4

22.2

5.4

0.6

60.9

起爆

順序

Ⅰ

Ⅰ

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅳ

Ⅳ

-

聯線

方式

串

并

聯

][炮眼角度

裝藥量]表2爆破參數

[名稱

炮眼利用率

循環進尺

循環爆破實體巖石

炸藥消耗量

單位

%

m

m3/循環

kg

數量

90

2.0

35.55

60.9

名稱

單位巖石炸藥消耗量

單位巖石雷管消耗量

每米巷道炸藥消耗量

每米巷道雷管消耗量

單位

Kg/m3

個/m3

Kg/m

個/m

數量

1.72

2.7

33.8

55.3]

3.3.2 裝巖排矸 ①裝巖方式：采用P-90B耙矸機裝巖，將爆下的巖石經皮帶機進入機頭卸料斜槽，實現連續出矸。②運輸系統：采用電機車+礦車將掘進工作面的矸石運到硐室外。軌型軌距為600mm，燕尾式水泥軌枕；電機車為蓄電池式，礦車為1.5T礦車。③調車方式：采用調車場調車，每隔500m設一雙軌調車場，調車場長90m，利用離作業面最近的一個調車場進行調車。

3.3.3 施工輔助作業 為了加快施工進度，采取輔助工序與主要工序平行作業、不占用循環時間的施工方法。每天早班安排一個雜務班進行巷道環境清理、巷道除塵、軌道維修、挖水溝及修整。采用水溝自流排水，在沒澆筑好永久水溝地段，可采用挖臨時水溝將積水排至水溝。

4 勞動組織

采用和“三八制”作業，多工序平行施工進行掘進、裝巖和后路噴漿修整，每圓班3個作業循環，平均日進尺6m。雜務班負責環境清理、巷道除塵、軌道維修、挖水溝及修整。雜務班采用一班制(早班)。

5 提高掘進速度的其他條件

①推廣中深孔爆破工藝，不僅一定程度上減少了輔助作業時間，也提高了勞動生產的效率，而且大量節省了爆破器材和釬具消耗，炮眼利用率由原來的不到80%提高到現在的90%以上，循環進尺也由1.6m提高到2m，巖巷月進尺由原來的90m提高到現在的130m，并且杜絕了各類安全事故。②對工藝流程進行細化、優化，科學組織，最大限度地安排平行作業，優化工序銜接，摒棄窩工現象。③對施工作業線設備配置科學選擇、合理配套，最大限度地減少主要工序的作業時間，減輕工人勞動強度，提高工作效率，如采用多臺鑿巖機同時鑿巖，選用耙矸機、皮帶機和電機車等機械化設備出矸。④對勞動組織進行合理的配置，根據巷道斷面大且出矸量較多的特點，采用“三八制”和雜務班相結合的作業制度，這樣對合理有效地提高工時利用率有著積極重要的意義。此外，還可以增加耙矸機到迎頭的距離，從而減少移耙矸機的次數，真正意義上實現打眼、臨時支護以及幫部支護等工序之間的平行作業，保證了空間和時間的有效利用。⑤完善可靠的激勵保障體系，一個完善可靠的激勵保障體系之所以能夠調動人們的積極性和創造性。主要是因為其優化施工隊伍內部的勞動組織和管理，采用多種方式調動了職工的生產積極性，對于確保工序的有序銜接、時間和空間的充分利用以及快速掘進的目標有著積極的意義。

6 結束語

錢營孜煤礦巖巷挖掘中采用的是先進的爆破技術、高效的出矸系統以及科學合理的管理施工工序，從而能夠使得施工作業效率最優化，保證各個施工工序能夠順利進行。其中，巖巷月進尺由原來的90m提高到現在的130m，實現了巖巷安全快速掘進，使巖巷施工技術和優勢得到了充分發揮，在集團公司內其技術水平處于領先地位，具有較高的推廣前景。

參考文獻：

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