對煤礦斜井施工技術(shù)特點的幾點探討

張光新

（陜西天工建設有限公司 陜西西安 710000）

對煤礦斜井施工技術(shù)特點的幾點探討

張光新

（陜西天工建設有限公司 陜西西安 710000）

煤炭在工業(yè)中有著舉足輕重的地位。改革開放以來，我國的經(jīng)濟有了明顯的發(fā)展，對能源煤炭的資源的需求與日劇增，因此在煤礦開采時，效率至關重要。斜井開拓由于有著速度快、成本低等優(yōu)點備受煤炭開發(fā)人員的青睞。隨著工程機械化的發(fā)展，斜井開采的優(yōu)勢愈發(fā)明顯[1]。本文就煤礦斜井施工時的技術(shù)及其特點進行探討。

煤礦斜井；施工技術(shù)；技術(shù)特點

1 煤礦斜井開采的特點

煤炭斜井開采相對于立井開采，有著諸多的優(yōu)點。①斜井掘進的速度快，可同時大范圍施工。因此，完成斜井的掘進所需的時間比立井要短很多。因而可更早的進行采煤作業(yè)；②斜井掘進過程中用到的井筒較為便捷，與其配套的設備都比較簡單，大為降低了煤炭開采的前期投入；③如果在設計時，將礦井沿著煤層設置，則可以實現(xiàn)，邊掘進邊產(chǎn)煤，進一步提高了開采效率，另外，此方法在掘進產(chǎn)煤的同時可獲得井下資料，可為后期的采煤作業(yè)提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

自然，斜井開拓也有其不足之處，同一深度，斜井的長度比立井要長，這就導致在掘進時需投入更大的工程量，伴之相隨的，井內(nèi)的管線和電纜也會增多。另外，斜井產(chǎn)煤作業(yè)過程中的提升環(huán)節(jié)也會因為運輸行程長而導致耗電量增加，對鋼絲繩的磨損也會加劇。這些會增加斜井提升設備的維修費用。由于運輸行程長，在深井提升的過程中會用到多段動力轉(zhuǎn)換提升，一方面需要高性能的機械設備，同時也會使操作設備的人員增多。人員的增多，會導致當斜井穿過流沙層或水層時，施工風險增加。

2 煤礦斜井施工工藝

煤礦斜井施工工藝常用的有兩種：①鉆爆法；②綜掘法。

2.1 鉆爆法

鉆爆法是我國巖巷掘進的主要手段，其中最重要的工序是鉆眼爆破。其工藝流程為鉆眼、安置炸藥、放炮、通風、運巖和支護，掘井的過程就是上述各工序循環(huán)進行從而使工作面向前推進達到目的界面。

2.2 綜掘法

綜掘法即在礦井掘進的過程中使用了綜掘機。綜掘機的使用是巷巖掘進的一種全新的方法，此方法大幅度提高了掘進速度。

3 煤礦斜井施工技術(shù)特點

現(xiàn)就做常用的爆破法施工工藝中的開拓施工技術(shù)、爆破施工技術(shù)、錨噴支護施工技術(shù)和運輸快速建井技術(shù)特點進行探討。

3.1 斜井開拓施工技術(shù)[2]

斜井開拓主要指的是主井和副井均為斜井的開拓方式。是常用加速傾斜煤層開采的方法。在斜井設計時，其傾角是由運輸方式?jīng)Q定的，特定運輸方式限制了斜井可以傾斜的最大角度。如用礦車提升時，礦井的傾角的最優(yōu)值在20～30°之間。超過30°時，礦車的提升性能無法滿足。另外在井身設計時，一般將其布置在底板巖石中，可避免當?shù)V體又有起伏時，井筒取直難以保證的問題。

目前，斜井相比于立井，不僅作業(yè)過程簡單，而且其前期投資和作業(yè)速度優(yōu)勢明顯。由于輸送設備的提升能力的限制，管理技術(shù)薄弱，常用于規(guī)模較小的礦山開采。近二十年，隨著輸送機技術(shù)的快速發(fā)展，其性能得到了巨大的提升。加之，智能化控制技術(shù)、中間驅(qū)動等技術(shù)在研制運輸機方面的應用，使得運輸機的管理大為簡化。斜井開拓技術(shù)也逐漸應用到大型礦的開采中。[3]

3.2 爆破施工技術(shù)[4]

斜井掘進施工即為用爆破地層巖石的方法在地層中加工出所需的礦井。爆破工序則是在巖石上預打的眼中，安放炸藥并引爆，將巖石脫離地層，該工序不是一個獨立的工程，卻是整個爆破法掘進過程中的核心工序。

為提高爆破的效率和效果，不斷有新的控制爆破技術(shù)被發(fā)明出來，其中效果最好的為光面爆破，顧名思義此方法在完成爆破后的壁面十分的平整。壁面的平整，可加快掘進的速度，同時，對支護設備的要求也會大為降低。

光爆技術(shù)雖然理論上有著較多的優(yōu)點，但在實際操作中，仍無法達到理想的效果。原因在于工程人員對光爆技術(shù)的施工要求認識不足，施工懈怠，如打眼不足，裝藥等，導致爆破后的效果不佳，巖石碎塊飛行遠，周圍的巖石松動嚴重等一系列不可補救的后果。不僅沒有加快掘進速度，反而因爆堆不集中，拖延了作業(yè)進程速度。而且由于井壁巖石的松動，支護成本也會隨之成倍增加。

3.3 錨噴支護施工技術(shù)[5]

錨噴支護施工技術(shù)是一種新的支護技術(shù)，相比于之前的支撐式巷道支護，成本較低且控制方便。錨桿壓縮帶形成的碹體與巷道內(nèi)襯混凝土具有更好的抗壓性能，因此錨噴支護設施不僅經(jīng)濟，而且還有較大的支撐力。錨噴支護技術(shù)的不足指出在于支護系統(tǒng)極為復雜，對施工和材料的質(zhì)量的要求很高。而且對不同巖性的巖石的支撐效果不同，對因軟巖而產(chǎn)生的破壞，效果顯著。

3.4 快速建井技術(shù)

斜井建井的進度主要受排矸的限制，因此提高斜井建井速度的關鍵在于如何采用新技術(shù)加快排矸速度。目前解決此問題的方法是鏟車裝載，無軌膠輪車運輸。原因在于該方法加快了車輛的循環(huán)速度，減少了裝卸時間間隔。其具體實現(xiàn)是：①裝載、運輸能力的大幅度提高；②膠輪車運輸效率的提高；③簡化了運輸環(huán)節(jié)，使得用工少，排矸效率提高；④鏟車和汽車的性能可靠，故障少，維修費時少，從而提高了建井速度；⑤從技術(shù)上實現(xiàn)一次性成巷。

4 煤礦斜井施工過程中應注意的問題

4.1 井身掘進通過水層

由于斜井的井身相比于同深度的立井較長，所需的運輸設備的操作人員較多，當井身穿過水層時，會增加施工風險。2014年4月7日4時50分，云南省曲靖市麒麟?yún)^(qū)東山鎮(zhèn)下海子煤礦發(fā)生透水事故，稱為“4.07”煤礦事，截止2014年4月19日9時，遇難人數(shù)已達21人、1人下落不明。2010年3月28日14時30分左右，中煤集團一建公司63處碟子溝項目部施工的華晉公司王家?guī)X礦北翼盤區(qū)101回風順槽發(fā)生透水事故。事故發(fā)生時當班下井261人，升井108人，有153人被困井下，經(jīng)各方全力搶救，115人獲救，38人死亡，直接經(jīng)濟損失4937.29萬元。

在斜井開拓的時候要高度重視影響煤礦水害事故的主要地質(zhì)因素，采取相應的措施。對于水文條件復雜的礦井，必須針對含水段建立水下動態(tài)觀察系統(tǒng)，進行地下水動態(tài)觀測。

4.2 支護作業(yè)

煤礦斜井的安全保證有兩方面：①在掘進時保證通風設施安全可靠，防止井內(nèi)一氧碳等有毒氣體對施工人員的人身安全形成威脅；②所采用的支護設備在保證安全可靠的前提下在提升其他性能。防止井壁坍塌，釀成事故。

2016年1月6日上午9時，榆林神木縣孫家岔鎮(zhèn)劉家峁煤礦發(fā)生一起井下事故。當天上午7時左右，49名礦工入井，發(fā)現(xiàn)事故跡象后，煤礦立即組織井下人員升井，當時有38人安全升井，11人被困井下。1月7日，11名被困礦工全部不幸遇難。其事故的原因是支護設備出現(xiàn)問題，導致井內(nèi)坍塌。

4.3 煤礦運輸

斜巷發(fā)生事故的主要原因在于：①操作失誤；②鋼絲繩強度不夠；③軌道不平等。為預防運輸重大事故，首先要對工程人員進行素質(zhì)教育。建立健全的保險設施。如在下部水平車長處設置一常閉的遠控安全門，目的是防止鋼絲繩磨損斷裂時跑車串入下部車場，撞壞設備和工作人員。

5 結(jié)束語

煤礦斜井施工的工藝有多種，各有其優(yōu)缺點，在使用時要根據(jù)具體的煤礦情況選擇具體的施工工藝。煤礦斜井施工的每個階段有著其特有的特點，都有著需要注意的情況，為避免施工過程中的出現(xiàn)事故。在施工前弄清施工特點是十分必要的。

[1]楊 磊.論煤礦開拓方式及技術(shù)特點[J].中國科技縱橫，2010（19）：39.

[2]趙玉明.李家壩煤礦斜井開拓局部凍結(jié)關鍵技術(shù)研究[J].榆林學院學報，2013（6）：5～8.

[3]郎紅日.巴音煤礦斜井穿軟巖支護技術(shù)研究[D].西安科技大學，2013.

[4]白福明.榆樹坡煤礦主斜井掘進爆破振動控制技術(shù)[J].山西煤炭，2012，32（6）：57～59.

[5]葉興平.快速建井期間井架安裝的可靠性探討[J].江西煤炭科技，2007（1）：34～36.

TD26

A

1004-7344（2016）09-0165-02

2016-3-10

張光新（1970-），男，工程師，本科，主要從事煤礦建井工作。