礦井軌道下山掘進作業工藝初探

賈紅雷

摘要：煤炭是我國國民經濟發展的支柱產業，就深煤層開采而言，難免會遇到不同的地質情況，需要選擇不同的開采工藝。軌道下山是結合地質狀況與礦井煤層分布規律，必須自上而下開采所采取的一種作業方式。在軌道下山掘進作業過程中，對于施工技術和現場管理有著較高的要求，必須要做好前期規劃和實時把控，才能確保施工作業的順利開展，保障井下職工人身安全。

關鍵詞：煤礦；軌道下山；作業工藝

1 前言：快速、安全、高效地掘進巷道是煤礦生產的先決條件，對于下山掘進來說，提高掘進單進水平是一個值得研究的課題。下山掘進與平巷掘進相比，具有其獨特的復雜性和掘進施工難度。筆者在煤炭企業就職多年，在充分調查研究的基礎上，針對我礦區下山掘進作業采用的工藝、設備、施工組織等現狀，借本文闡述下山掘進技術的應用現狀。

2 下山掘進作業相關事項及應對措施

由上向下掘進下山巷道時的裝載工作比較困難，傾角小于35度時可用耙斗裝巖機裝巖。下山有向下的坡度，巷道內各處的涌水很自然地積存到工作面，因此，掘進下山時，一定要根據不同的情況，做好防排水工作，以免影響掘進工作的進行。在使用礦車運輸時，有可能因為牽引裝置的滑落或斷繩引起跑車事故，為了避免上述情況，除提升絞車摘掛鉤處、車場變坡點等設置斷繩保險和擋車器外，還應在掘進工作面附近有可靠的擋車器，保證工作面人員的安全。與此同時，在軌道下山掘進施工中應著重防止跑車，做好相關安全措施。具體做法為：在提升鋼絲繩的尾部鉤頭以上聯結一根環形的鋼絲繩。提升時把安全繩套在礦車上，以免脫鉤跑車。提升礦車時，擋桿被礦車帶起，車過后借自重而落在軌道上。

除了上述這些，在掘進下山時，工作面積水不僅會帶來繁重的輔助工作，而且會惡化工作面的作業條件，直接影響工程質量和安全。在處理方法上，首先堵絕從與下山聯絡巷道向下山的滲水、流水；消除下山巷道管路漏水。對巷道頂底板、工作面的涌水應采用截、排的方法解決。在地下開采礦山的初期建設和生產中，提高平巷施工技術，加快掘進速度，對縮短礦山基建周期、實現礦山穩產高產、均衡生產，具有重要意義。

3 影響下山掘進作業的主要因素

就我國煤礦而言，只有部分大型國有煤炭企業使用了全機械化作業，相當一部分中小型煤礦還停留在半機械化的低速度、低工效、高成本狀態。巷道掘進是一個系統工程，影響因素較多，該系統中包含人、技術裝備、生產技術以及管理、安全、技術革新的影響等諸多因素所構成的綜合復雜體系。筆者認為，制約巷道快速掘進的因素主要集中在如下幾點：

3.1人的因素

影響地下礦山井巷掘進的因素很多，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，勞動者的勞動技能獲得改善，可極大提高工作效率。在新工藝施工前，要對職工進行技術培訓，使工人盡快掌握每一道工序及要求，這樣才能保證此施工工藝順利進行。在掘進施工中，在人員配備上做到工種齊全、分工明確、密切配合，各工程銜接緊密，有效地利用工時，提高工效、提高工人素質，培養出盡可能多的多面手，只有這樣才能使其掘進效率保持較高的水平。與此同時，健全和堅持以崗位責任制為中心的各項管理制度，是施工技術措施、施工設備和施工組織得以順利實施的保證，是加快施工速度、降低生產成本、保證施工質量和安全的基礎。

3.2施工機械設備及生產技術因素

鉆眼、爆破與裝運是巷道施工中主要工序，而鉆眼與裝運設備的合理選擇及使用將直接決定巷道掘進速度。當前巷道掘進普遍使用的仍是氣腿鑿巖機，由于氣腿鑿巖機輸出功率小鉆速低，所鉆炮孔深度淺，要想提高工作面鉆孔速度，就得多機作業。由于全斷面掘進機掘進速度快、成本低、工效高、巷道掘進質量好又安全可靠，所以其勢必將取代其他鑿巖設備。裝巖工序在國內也已基本實現機械化作業。

根據我國井巷掘進當前施工水平，廣泛采用的仍是鉆爆法施工，而支護方式基本為錨噴支護。同時，為加強巷道成型，由于加大孔徑而減少的擴炮孔數量可轉移至周邊，即增加周邊眼數量，保證光爆效果。而且，增加孔深和炮眼數可以提高臺車的純鉆眼時間，充分發揮高效設備的利用率。金屬網主要增加噴砼的抗彎強度和韌性，但其安裝時必須緊貼巖面。選用合格的噴漿料生產砼，并選擇濕噴工藝，不但可提高噴漿效果，減少回彈率，還可改善工作環境。

3.3施工地點的環境因素及安全性考慮

地下突水、瓦斯、高地溫及高壓力圍巖變形等自然災害將直接危害巷道施工安全，其在施工中可借助相關設備進行監測，采取必要措施達到安全條件，但其勢必影響施工進度。平巷掘進，基本為獨頭施工，掌子面空間狹小，人員、機械較多，空氣質量差，特別是鉆眼和出碴時。對此必須加強通風，保證空氣質量及能見度，減少安全隱患。人在施工中的隨意性，是最不安全因素。在保證個人施工能力及操作規范性同時，合理安排工作時間、保持施工人員的良好施工狀態，也是安全施工必備條件。

4 下山掘進現場施工技術

4.1施工工藝與作業方式

巷道施工采用全斷面一次掘進法。根據現場條件、設備配制及施工水平，采用“三八”制組織生產，工序安排原則上是能后放的盡量后放，使迎頭集中力量掘進，盡可能使工序平行作業，改變現有施工組織及計分方式，實現巖巷快速掘進。

勞動組織是根據施工條件和任務的具體要求而定的。組織快速施工時，采用“三班掘進，一班在旁邊巷道噴漿的平行作業方式”是提高掘進速度可行的方法，非常有利于快速施工。為充分利用大斷面空間，實現多工序的平行作業，提高掘進速度，應配備足夠的施工人員。確定勞動組織（包括組織形式、工種人數）時，應重點考慮各工種工人的工時充分利用問題。從我礦的實際情況來看，每個隊有四個生產班組，三個掘進班，一個復噴組。掘進班采用“三八”工作制，每天完成三個正規循環。復噴組與掘進中班同時施工，主要負責機后巷道復噴成巷和砌水溝工作。掘進班每班按出勤人數，分為迎頭、后勤兩大塊，輔助工序在保證安全生產條件下，盡量平行作業。

4.2爆破參數設計

確定炮眼深度的一個主要影響因素是爆破后的空頂距，較深眼爆破產生較大的空頂距，對臨時支護和永久支護有影響，過大空頂距也是施工安全隱患。炮孔深度主要是根據試驗要求、鉆眼機具的鑿巖能力及工人的操作水平決定的。實施2m左右的中深孔爆破時，掏槽方式視巖性、設備配制等而定。特別要注意的是，總延時不大于130ms，采用正向起爆。每眼至少使用一袋水炮泥，封泥量一定要滿足規定要求，掏槽眼最好用炮泥填滿封實。與此同時，應當對迎頭打眼制定一套技術管理辦法。打眼工序要充分利用大斷面作業環境，迎頭同時布置4～5部風鉆打眼，定人、定眼位，將迎頭的炮眼分為四部分，每個打眼工固定眼位，根據爆破后的效果總結所打炮眼的深度和角度中所存在的問題，以便更好地控制巷道的成形和爆破效率。

5 結論及建議

綜上所述，完善與提高軌道下山掘進作業工作，可達到快速、優質、低耗和安全的要求，除合理地選擇先進技術和設備配套外，更要選擇好作業方式，采用行之有效的施工組織與科學的管理方法。與此同時，煤炭開采行業及相關科研人員一定要結合國內外新技術應用趨勢，研究開發出更多符合我國礦區地質狀況及實際生產需求的現代化作業設備，提升礦井軌道下山作業的效率，保障更多井下人員的人身安全，為經濟社會發展繼續做出新的貢獻。