煤礦巖石巷道掘進技術改良的新技術研究

郭建霖+曹起滔+趙帥

摘要：本文以河南新安煤礦為例，闡述了煤巷高效掘進的技術、組織安排等方面。分析了原有生產中遇到的問題，并在爆破技術、排矸裝運系統、錨噴支護系統、施工組織等方面進行了改良，形成了更適合新安煤礦生產的高效掘進技術系統，并初步進行了試驗，取得了十分優秀的技術經濟效果。

關鍵詞：巖巷掘進；高速高效；優化優選

1 引言

河南能源股份有限公司新安煤礦，其核定生產能力為120W噸，是一座現代化的礦井。其地質條件比較復雜，為保證施工建設中的安全，在實際生產中，除避開構造發育區、對其提前進行注漿加固外，提高工作面工作強度也是重要一點。在提高采煤機推進速度的同時，與其相配套的巖巷快速高效掘進綜合配套施工技術顯得尤為重要。研究高效掘進技術具有很大的工程意義。本文以具體問題為例，分析了當前生產中存在的問題，并提出了解決辦法，在爆破技術、裝運系統、支護系統、施工組織方面進行了改良，給高效生產提供了條件。

2 工程施工統計分析

2.1 工程概況

新安煤礦11240下巷里段底板巖巷布置在二1煤層底板以下正巷段638.64m，巷道長度達到728m，巷高（凈）2.8m， 巷道近煤段及半煤巖段巷寬（凈）3.5m，， 進入煤層底板5m以后巷寬（凈）3.3m，巷高（凈）2.75m，墻高1.3m，S掘=9.35m2 ，S凈=8.56m2。采用YT—28風鉆打眼，使用錨桿鉆機給拱部錨桿打眼安裝，使用的是PZ—5型噴漿濕式噴漿機型號。3#煤礦使用含水炸藥，毫秒延期電雷管1～5段，使用正向裝藥結構，使用MFB—200型發爆器進行一次起爆，串聯聯線。

2.2 掘進施工關鍵問題

在對掘進過程的監測中，發現的問題如下所述：

（1） 施工安排不合理。工人無法高效完成掘進支護工作，不能進高效工作；

（2） 支護系統不成熟。初期采用φ18mm圓鋼錨桿，大錘安裝，錨固力低，預應力不強，進而導致間排距較小，錨桿數量較多，無法保障工作的安全；

（3） 中深孔光面爆破技術不完善。眼深偏小，輔助工序占用有效時間比重較大，限制了爆破速度和掘進速度；

（4） 排矸系統安排不合理。排矸系統線路不夠明確，需要盡快改進安排設計。

3 綜合掘進技術優選

通過以上問題總結及其分析，經過充分地技術論證，提出了以下有效的快速高效巖巷掘進綜合配套技術措施：

3.1 新型錨桿支護系統

永久支護及臨時支護采用直徑φ20×2000mm等強螺紋鋼錨桿（左旋），每根錨桿用2支CK2350錨固劑，錨桿露絲長度為10～40mm，每根錨桿初設錨固力100KN。頂板破碎嚴重、有淋水、過地質構造帶時，可與生產科、地測科等部門聯系，補充專項技術措施。

噴射混凝土標號200號，采用PC.32.5號普通硅酸鹽水泥砂為中粗砂，米石含雜質不超過2%，含水率4%-6%，米石直徑不大于15mm，混凝土中水泥：沙：米石配合比為1：2：2（重量比），速凝劑摻入量為水泥重量的2%～4%。噴射抗壓強度為22MPa，抗拉強度為1.6 Mpa。

3.2 中深孔光面爆破技術優化

在新安煤礦11240工作面下巷進行深孔爆破試驗表明，根據新安礦具體的施工工況和施工設備使用情況，炮孔深度設計為1.9-2.1米，巷道光面爆破采用周邊眼空氣柱裝藥結構，周邊眼間距不得超過250mm。炮眼誤差不得超過40mm，周邊眼全部預留光爆層，光爆層厚度400～500mm，炮眼利用率85%。為巖巷的快速高效掘進提供爆破優勢。

3.3 裝運系統優化設計

裝運設備的設計直接影響了采掘過程中的各項進度。本文詳盡闡述了裝運系統的實施原則及設計實施方案：

巷道掘進施工中采用PZ-60B型扒斗式扒巖機裝巖，機身前方設有照明。扒巖機尾繩輪的固定位置應高出巖堆800～1000mm以上，尾輪用鉤掛在固定楔（地錨、地錨繩）上，固定楔長度為600～800mm，固定楔孔深不小于400mm。扒巖機在傾斜巷道內固定時，除4個卡軌器固定牢固外，還應在機身前后方兩側用直徑不小于150mm的圓木打兩至四根戧桿，以防機身下滑。扒巖機裝巖槽上方兩側必須安設封閉式護身欄桿，護身欄桿應用直徑不小于6mm的鋼筋焊制，網間隙不超過200mm，護身欄高度為500mm。扒巖機距工作面的最大距離為30m，最小距離為6m。耙裝作業開始前，甲烷斷電儀的傳感器，必須懸掛在耙斗作業段的的上方。

3.4 整體工藝參數設計

（1） 作業制度：采用新型作業方式。隊干6人，辦事員1人，材料員1人。

（2） 設備配備：風鉆使用YT—28型，噴漿濕式噴漿機采用PZ—5型，使用錨桿鉆機給拱部錨桿打眼安裝。

（3） 巷道斷面及支護參數：巷道近煤段及半煤巖段采用36U型可縮性支架（舊36U改造）支護斷面進入煤層底板5m以后巷道采用直墻半圓拱斷面。

（4） 爆破參數：周邊眼間距必須小于250mm。炮眼誤差必須小于40mm，周邊眼務必提前留下光爆層，光爆層厚度在400～500mm之間，炮眼利用率達到85%，眼痕率：硬巖大于等于80%，中硬巖至少50%，軟巖周邊成形需要符合設計輪廓要求。

4 試驗效果分析

根據本文進行的試驗，得到了一個良好的經濟效益，提升了作業的高效性和科學性。

新舊式掘進綜合工藝經濟效益對比分析 單位：元/m

從表明顯得知，巖巷采用新型綜合配套掘進技術后，每米巷道掘進可省243.46元人民幣。由此可得，全礦巖巷實施快速高效掘進綜合配套工藝將產生巨大的經濟效益。

5 結論

在巖巷的掘進過程中，輔助設備的現代化程度，支護設備的完善，運輸設備的成熟，組織排班的合理，都能夠影響高效掘進的進程，巖巷的掘進是一個系統的工程，在提升機械化、智能化、科學化的技術同時，也要改進新的、科學可行的施工組織和管理方法，完善制度，建設一支專業的有技術含量的隊伍，提升經濟效益。

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