硬巖下山巷道快速掘進技術

郭咸

摘要：在回風下山巷道掘進過程中，為了提高掘進速度，需要采取相應的技術措施，同時確保礦井正常采掘。為此，本文通過分析巷道掘進過程中存在的問題，并提出相應的政策建議，進而為硬巖下山巷道快速掘進提供參考依據。

關鍵詞：掘進 ?巷道施工 ?施工技術

1 概況

平煤股份二礦己一回風下山位于二水平己一采區，地面標高+330～+490，是服務于主要回風巷道，斷面凈寬為4.6m，凈高為3.4m，S毛=14.3m2，S凈=13.4m2，巖石以深灰色石灰巖為主，中部為淺灰色鋁土泥巖，普氏硬度f=4～8。目前炮眼深度1.6m，屬于淺孔鉆眼爆破技術，平均每月進度在65m，嚴重影響采掘接梯。如何通過技術措施，加快回風下山巷道的掘進速度，保證礦井正常采掘接替，是我們面臨的主要問題。

2 存在問題分析

影響快速掘進的因素有很多，無論是全自動機械化作業還是全人工原始施工，施工人員是關鍵因素，因此，在施工前和勞動過程中，加大對工人的技能培訓尤為重要，可極大提高工作效率。

經過一段時間的跟班觀察統計，發現現有的開拓施工工藝有如下問題：①人員不足。迎頭平均有4～5個人，有4臺鉆。②巖體夾鉆。己一回風下山巖體出現夾鉆，卡鉆現象，釬子不容易拔出來，嚴重制約了掘進的進度。③眼深偏小。炮眼設計深度1.5～1.6m，實際進尺1.3～1.5m，屬于淺孔爆破，統計表明，4臺鉆同時作業，60多個眼需要90～100分鐘。④供風的影響。風壓不足嚴重制約著迎頭風鉆的數目。⑤掏槽影響。掏槽眼效果不理想。⑥出矸影響。出煤系統和出矸系統為一個系統，出矸時間平均每班有2h，嚴重制約著掘進的速度。⑦爆破影響。兩次裝藥兩次放炮，兩次放炮等待裝藥、放炮、排煙的時間達25min，有時候放炮把炮眼崩塌，處理一次花更長的時間。

3 快速掘進措施

3.1 合理設計爆破參數

炮眼深度是確定掘進循環勞動量和工作組織的主要參數。炮眼加深可使每循環進尺增加，但隨著炮眼深度的增加，巖石的夾制作用增加，當巖石條件一定時，其夾制作用強度隨著炮孔深度的增加而加大，同時，鑿巖速度會明顯降低。

根據現場實測數據分析，隨炮眼深度的增加，鉆眼速度明顯下降。對于細砂巖，2.2和2.0m深的炮眼相比，鉆眼速度下降了約16.5%;當鉆孔深度達到2.4m時，和較淺的鉆孔速度相比下降了22.5%。所以通過綜合考慮，炮眼設計深度不宜超過2.2m。

通過現場實測分析，不同炮眼深度隨著鉆頭直徑的增大，鉆眼時間明顯增加，對2.2m，2.3m，2.4m的炮眼眼深，以32mm與42mm的鉆頭相比，鉆眼速度下降了12.1%～19.6%。通常，增加掏槽眼和藥包直徑有利于增加單孔裝藥量。增大藥包直徑，有利于加大槽腔拋擲爆破漏斗的深度，更有利于破巖。

3.2 實行多工序平行作業

巖巷掘進采用三八制，兩掘一噴。掘進班將鉆眼與裝矸平行作業。先將迎頭矸石耙到距迎頭不少于5m的耙斗裝巖機前，這樣鉆眼和裝矸就實現了平行作業。每個掘進班剩留約一茬矸石交給下一個班裝運，噴漿班在拌料期間裝運剩留的矸石，并完成鋪道、移耙斗裝巖的作業，這樣充分利用空間進行作業。

3.3 建設儲矸倉

裝巖是巖巷掘進勞動量最大的工序之一，是能否實現快速掘進的關鍵，其作業時間常占掘進循環的一半左右。儲矸倉在排矸系統中起到了重要作用，它不僅可以實現快速裝巖、聯續不間斷的裝矸石，降低裝巖占掘進循環的時間，提高巖巷掘進速度，而且可以省去人工推車，減輕工人的體力勞動。所以我們在膠帶機頭建立了儲矸倉。

3.4 加強設備保養與管理

設備全部實行專人管理、專人維修、專人操作。設備配置足夠的易損零部件，以備急用，配件放置在指定位置。

4 經濟效益

■

表所列效益額的計算依據說明：

①提高了巖巷月單進水平，每月可增加進尺25m，按巖巷每米單價2650元計算每月可增加6.6萬元。

②巷道成型得到了提高，可節約噴漿料等支護成本，按市場價水泥每噸364元、砂子每立方60元，石子每立方86元，速凝劑每噸1430元，雷管每發2.2元，炸藥每千克10元計算，每月單頭可節約材料消耗4.8萬元。

③工效提高后，可節約3-4名作業人員，人工工資按150元每工計算，每月可節省人工工資1.5萬元左右。

④年節支總額：12×（6.6+5+1.5）=154.8萬元

通過試驗研究和實踐應用得出結論：改進的“兩掘一噴”施工工藝、優化的交叉平行作業勞動組織、爆破參數設計、建設儲干倉以及加強設備、設施的保養與維護的綜合應用，提高了工效，降低了成本投入，對提升鉆爆法巖巷單進水平具有重要作用，具有科學性、實踐性，經濟效益明顯，有較好的推廣應用價值。

參考文獻：

[1]袁文華，馬芹永.煤礦深部巖石力學性能試驗分析與硬巖巷道快速掘進方法研究[A].第十一次全國巖石力學與工程學術大會論文集[C].2010（10）.

[2]袁文華，馬芹永.煤礦深部巖石力學性能試驗分析與硬巖巷道快速掘進方法研究[J].巖石力學與工程學報，2010（05）.

[3]耿志剛.提高煤礦井下掘進單進水平的方法[J].科技與企業，2013（01）.