淺談深部大斷面巖巷快速掘進技術(shù)

潘海江 張曉利

摘 要：我國經(jīng)濟高速發(fā)展，煤炭需求量逐年上升，對煤炭行業(yè)提出了更高的要求。煤礦挖掘施工的好壞直接關(guān)系到煤炭開采業(yè)的發(fā)展水平。深部大斷面巖巷快速掘進技術(shù)針對我國大斷面巖巷掘進施工的特點進行開發(fā)設(shè)計，具有良好的適用性，生產(chǎn)效率和施工安全都存很好的保障。文章圍繞深部大斷面巖巷快速掘進技術(shù)進行探討、分析，闡述其技術(shù)要點。

關(guān)鍵詞：深部大斷面巖巷：快速掘進；技術(shù)

引言

煤炭是工業(yè)發(fā)展的重要能源，是關(guān)系到國民經(jīng)濟建設(shè)安全的戰(zhàn)略資源。煤炭行業(yè)的健康發(fā)展離不開煤炭開采事業(yè)的安全與穩(wěn)定。隨著我國經(jīng)濟總量的不斷提升，各行各業(yè)對于煤炭的需求越來越大，煤炭開采業(yè)面臨的壓力也與日俱增。作為煤炭開采領(lǐng)域中的重要施工方法，深部大斷面巖巷快速掘進技術(shù)受到了越來越多的重視，在實踐中獲得了飛速發(fā)展。

1 深部大斷面巖巷快速掘進技術(shù)概述

我國國土面積廣袤，地質(zhì)條件復(fù)雜多變，在進行煤礦開采作業(yè)時，常常會遇到巷道斷崖面面積較大、深度較深的情況。這種情況在煤炭開采行業(yè)中稱之為深部大斷面巖巷。圍繞深部大斷面巖巷所帶來的各種問題，我國煤礦行業(yè)相關(guān)單位進行了大規(guī)模的研究開發(fā)工作。截至目前，我國深部大斷面巖巷快速掘進技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到較高水平，能夠較好地解決煤礦挖掘作業(yè)中深部大斷面巖巷挖掘作業(yè)中遇到的各類問題。當(dāng)前我國煤礦行業(yè)實際工作中，還有很多企業(yè)使用氣腿式鉆機進行打眼爆破操作，該方法出現(xiàn)時間已久，具有操作簡單的特點，但其技術(shù)局限性制約了施工的高效開展。在針對深部大斷面巖巷掘進施工時，需要對幫部和拱部進行多次爆破作業(yè)才能達到設(shè)計要求。另外，我國部分煤礦位于高低環(huán)境。傳統(tǒng)的氣腿式鉆機對于高低環(huán)境下的地質(zhì)條件和巖石種類缺乏足夠的適應(yīng)性，工作能力達不到深部大斷面巖巷施工要求。針對這個問題，同時也為了進一步提高煤炭生產(chǎn)效率，煤炭企業(yè)將風(fēng)動鉆機與耙斗裝載機兩種作業(yè)設(shè)備配套使用進行爆破作業(yè)，充分發(fā)揮各自功效，極大地提高了爆破施工效率。此外，在掘進施工中，將液壓鉆機和側(cè)卸式裝巖機配合使用進行掘進作業(yè)，不僅施工效率高，還有利于圍巖的穩(wěn)定性，確保了施工安全。上述一系列方法的結(jié)合使用，在深部大斷面巖巷快速掘進施工中發(fā)揮了巨大的促進與保障作用，有力地促進我國煤礦開采業(yè)的發(fā)展。

2 深部大斷面巖巷一次中深孔爆破掘進技術(shù)分析

在深部大斷面巖巷快速掘進施工中，爆破作業(yè)的質(zhì)量水平至關(guān)重要，質(zhì)量過硬的爆破作業(yè)對后續(xù)工序的順利開展極為有利。

2.1 深部大斷面巖巷的掏槽施工

掏槽作業(yè)是深部大斷面巖巷掘進工程中爆破作業(yè)的重要環(huán)節(jié)，其目的是采用集中式的方法對巷道內(nèi)段結(jié)構(gòu)安裝炸藥，輔以自由樓都是爆破進行施工。在進行掏槽作業(yè)時，要以條形炸藥在巷道中的爆破范圍為基礎(chǔ)計算、設(shè)置槽眼距離。對于深部大斷面巖巷掘進施工來說，通常情況下要滿足爆破要求，槽眼的深度一般控制在2米。槽孔結(jié)構(gòu)一般采用多對斜眼孔復(fù)式結(jié)構(gòu)，各斜眼孔有效間距要控制在2.3米，以確保爆破效果的最大化。

2.2 深部大斷面巖巷掏槽孔設(shè)置分析

深部大斷面巖巷施工條件復(fù)雜，在進行掏槽孔作業(yè)時面對的困難較多。由于作業(yè)范圍有限，往往會遇到大體積石塊爆破作業(yè)時不能拋出的問題，影響了爆破眼的使用效能。為解決這個問題，技術(shù)人員采用在掏槽孔內(nèi)加設(shè)中心孔的方法，該中心孔使用集中爆破方式，此處進行爆破作業(yè)，爆破效果大幅提升，提高了爆破作業(yè)排除碎石的能力。許多按原方法難以拋出的大塊巖石得以拋出。采用掏槽孔中心孔的方式，不但有利于巖石拋出，還有利于抑制巖石再生，從而保證了掏槽孔的有效深度，順利解決了掏槽眼使用效率不高的問題。此外，由于中心孔位于掏槽孔中心位置，在爆破過程中會發(fā)揮空孔導(dǎo)向的作用，從而進一步提高了巖石拋出能力。

2.3 深部大斷面巖巷輔助眼和周邊眼設(shè)置要求

要保障深部大斷面巖巷快速掘進爆破的效果，在做好掏槽孔施工的同時，還要做好配套的輔助眼和周邊眼作業(yè)。這兩種孔眼存在的根本意義是增加掏槽面積，為巷道掘進設(shè)置好骨架。在進行輔助眼設(shè)計時，要根據(jù)深部大斷面巖巷結(jié)構(gòu)及圍巖的具體情況科學(xué)設(shè)置輔助眼孔徑大型和距離等參數(shù)。在進行輔助眼施工時，要注意其掘進方向與工作面必須保持垂直，各輔助眼要均勻分布于套槽眼和周邊眼附近。輔助眼孔深與周邊眼相同，與周邊眼的距離要控制在施工允許范圍內(nèi)。此外，周邊眼裝藥量也是對爆破作業(yè)影響重大的因素，必須嚴格控制，保障爆破后深部大斷面巖巷的巷道成型質(zhì)量并將爆破對周邊巖層的破壞控制在最低范圍內(nèi)，為后續(xù)施工夯實基礎(chǔ)。

2.4 深部大斷面巖巷掘進爆破作業(yè)應(yīng)急處理措施

在進行深部大斷面巖掘進爆破作業(yè)時，如果爆破強度足夠大，會導(dǎo)致一定程度的微差起爆現(xiàn)象。引發(fā)微差起爆的根本原因是上一時間段的起爆炸藥為下一起爆段的炸藥提供了自由面。微差起爆的發(fā)生，使得爆破作業(yè)效果整體下降。為避免微差起爆現(xiàn)象的發(fā)生，在進行大斷面巖巷掘進爆破時必須對槽眼、爆破中心孔、周邊眼各位置爆破的時間予以足夠精確的控制，這是進行深部大斷面巖巷掘進爆破的技術(shù)重點。爆破時爆破位置起爆微差要控制在每秒100米以內(nèi)。此外，掏槽眼和中心孔間的之間的延時必須控制在每秒20米以內(nèi)，以確保周邊眼延時時間符合規(guī)定要求。

3 深部大斷面巖巷掘進中全面多重錨固支護技術(shù)分析

隨著煤礦開采事業(yè)的不斷推進，開采深度逐漸加大，地層條件和巖層特性都和淺層施工有了巨大的差異，給深部大斷面巖巷掘進施工帶來更高的難度和更大的危險性。傳統(tǒng)的掘進支護方法在支護界面相交位置存在薄弱環(huán)節(jié)，給巖巷后期施工帶來較大安全隱患。同時，傳統(tǒng)支護技術(shù)主要用于淺層施工，作為傳統(tǒng)支護技術(shù)的主要組成，一次錨固支護技術(shù)難以滿足深部大斷面巖巷的掘進支護要求。為此，技術(shù)人員開發(fā)出深部大斷面巖巷掘進中全面多重錨固支護技術(shù)用以解決新條件下的支護問題。

一是使用混凝土對爆破后的巷道兩側(cè)巖層進行填筑加固，增強結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，彌補爆破給巖層造成的破壞。由于作業(yè)及時，可以有效避免地下空氣中的水分對巖石裂縫的進一步侵蝕，防止巖石受潮風(fēng)化。二是使用錨固法對混凝土填筑完成后的巷道進行支護，然后再進行第二次混凝土填筑施工。隨后進行第二次錨固支護作用，并設(shè)置錨桿壓力網(wǎng)，同時使用混凝土抗氧化劑進行增強，從而建成永久性的支護體系。

4 結(jié)束語

深部大斷面巖巷快速掘進技術(shù)是我國煤礦巷道掘進施工領(lǐng)域的重要施工方法，在掘進速度、施工質(zhì)量和安全可靠性方面都有著十分重要的意義。由于深部大斷面巖巷掘進面對的施工環(huán)境十分復(fù)雜，在巷道掘進施工過程中，技術(shù)人員必須仔細觀察、全面收集巷道具體信息，根據(jù)實際情況調(diào)整工藝、設(shè)置參數(shù)，結(jié)合工藝和施工設(shè)備進行施工方案設(shè)計，確保工程順利推進，為煤炭開采作業(yè)的高效實施奠定基礎(chǔ)。

參考文獻

[l]李清，楊仁樹，湯增陸，等.深部大斷面巖巷快速掘進技術(shù)研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2013，34（10）：l-4.

[2]馬新亮，宋培卿，岳之順，等.濟三煤礦巖巷快速掘進技術(shù)研究與應(yīng)用[J].山東煤炭科技，2011（5）：109-109+111.

[3]隆飛.深部大斷面巖巷快速掘進技術(shù)研究[J].商品與質(zhì)量·建筑與發(fā)展，2014（3）：51.