巖巷快速掘進技術的應用研究

孟新合

摘要：巷道快速掘進就是采用合理的掘進破巖、裝運和支護技術，科學管理施工各個工序，使每個工序用時最少、各個工序之間轉換順暢，使巷道施工技術和組織管理優勢都能夠良好發揮，實現巖巷炮掘單進水平的提升。

關鍵詞：巖巷快速掘進；勞動組織優化

一、工程概況

某礦皮帶大巷1條主要運輸巷，巷道斷面為直墻半圓拱形，規格為4200 mm×3600mm。該掘進工作面巖性為砂質泥巖、中細粒砂巖。巷道采用錨網噴支護，錨桿間排距為800mm×800mm，誤差不大于100mm。拱部錨桿錨固力不小于120 kN，預緊力矩不小于200Nm；幫錨桿錨固力不小于100 kN，預緊力矩不小于150 Nm。打錨桿時拱基線以上拱部鋪設金屬網片，兩幫直墻部分不掛網，金屬網規格2000mm×1000mm，網目100mm×100mm，搭接100mm，扎絲間距300 mm，采用雙股14#鐵絲雙邊綁扎。

二、快速掘進裝備及材料配備

采用“一掘一初噴+復噴”施工工藝，其裝備及材料配備為：YTP-26型風動鑿巖機6臺（2臺備用）；2.4/2.6 m鉆桿；一字型鉆頭；P-90B型斗式耙矸機1臺；MQT-130CM型錨桿機2臺；PC5T噴漿機2臺（1臺備用）；G10型風鎬2臺；JZB-600型激光指向儀1臺。35mm×300mm三級煤礦許用乳化炸藥；毫秒延期電雷管；MFB-150隔爆型爆破發爆器1臺。

三、實現快速掘進的關鍵環節

1施工工藝

（1）工藝流程。對傳統的施工工藝流程進行細化、優化，科學組織，最大限度地安排平行作業。由技術負責人現場跟班，優化工序間的銜接，摒棄窩工現象，測試優化后各工序的耗時。經試驗測試將正規循環細化為“打上部眼（出矸）→耙下部矸→打下部眼（出矸）→打幫錨（出矸）→連線裝藥→爆破→打頂錨（出矸）→初噴”，完成該“八工序”視為完成1個小循環。

（2）勞動組織。將傳統的“三八”作業制改為“四八”交叉平行作業制。在原2個掘進班、1個噴漿班的基礎上增加1個交叉掘進班。3個掘進班實行“三八”作業制，每班掘進完成1個小循環。噴漿班與交叉掘進班平行作業，不單獨占用時間。該作業方式的勞動組織形式暫稱之為“四八”交叉平行作業制。交叉掘進班在耙矸機前掘進，噴漿班在耙矸機后復噴成巷。掘進班每班出勤18人，噴漿班每班出勤15人，交叉掘進班出勤8人。

（3）作業方式。改進傳統的作業方式“一掘一錨，二掘一噴”（2個班掘進，1個班挖基礎和噴射混凝土成巷）為“一掘一初噴+復噴”（3個班掘進，噴漿班與交叉掘進班利用巷道耙矸機前后的空間進行交叉平行作業）。將錨噴巷道的噴射混凝土工序部分與掘進工序平行作業，增加噴漿機，工作面初噴和耙矸機后成巷施工同時進行。

2爆破技術

推行中深孔全斷面一次爆破技術，改進傳統巖巷掘進工藝，使生產逐步從傳統的臺階法施工和淺眼多循環的框架中解放出來，提高了單循環進尺，減少了循環次數和輔助作業時間。通過不斷試驗、摸索、改進，掌握了適合不同巖性中深孔爆破技術的炮眼布置、深度、裝藥量、封泥長度等爆破參數，解決了常見的“抽炮”難題，巖巷光爆成型質量大幅度提升，炮眼利用率由原來的85%提高了10余個百分點。單循環進尺可增加0.3-0.7 m，每月按70個循環計算，月度巖巷進尺可增加30余m。

3雙循環作業法

堅持正規循環作業，采用“雙循環作業法”，小循環為大循環創造條件，大循環為小循環打好基礎，大循環套小循環，大小循環相輔相成。“雙循環作業法”使掘進工藝持續、良性推進，小循環正規循環率在90%以上，大循環正規循環率在95%以上。

（1）小循環。掘進班完成“八工序”為完成1個小循環，小循環進尺1.6-2.4 m；每個圓班完成3個小循環，合計進尺5.0.7.2 m。小循環拱部每排打頂錨桿7根，兩幫每排打4根幫錨桿（爆破前打幫錨桿）。拱部掛網，兩幫不掛網，爆破后掛網打頂錨桿永久支護到掘進面，初噴至覆蓋網片為宜。

（2）大循環。在掘進班掘進小循環良性推進的積極配合下，噴漿班每5d完成“鋪道、移耙矸機、復噴成巷”為1個大循環，大循環進尺25-35m。

4管理機制和方法

（1）細化職責，加強考核。在礦內部市場化平臺的基礎上，該隊加強精細化管理，細化考核單元。材料消耗被納入市場化機制，實現“區隊對班組、班組對個人”考核，形成了人人頭上有指標的管理模式。在配件消耗上，設備、工具包機到人，編號管理，建立考核臺賬。對維修配件費用消耗進行考核，由區隊考核班組，班組再考核到個人。

（2）狠抓現場，加強管理。區隊成本管控，關鍵看工作現場。為嚴控成本，該礦從巖巷光爆、頂幫錨間排距管理入手，嚴格成本管控。從施工工藝等源頭上，每個區隊都嚴格控制材料投入，努力降低生產成本；在管理細節上，確保每個區隊都做到精細化管理，提高工效。

5動車組管理法

動車組不僅需要火車頭，還要擁有各節車廂的驅動裝置來提供動力，實現高速行進。

（1）多臺施工機械設備配套使用。耙矸機、噴漿機、錨桿鉆機、鑿巖機、電機車和激光定向儀等多臺機械設備配套使用方案的實施，是快速、高效率掘進的基礎。高素質、熟練操作各種機械設備的掘進隊伍是確保快速、高效率掘進的關鍵。

（2）精細化、優化各工種工序銜接。編制各工種循環作業圖表，提升單工種工效。對各工種作業工序科學組織、優化設計，把鑿巖機司機、插釬工、耙矸機司機、背藥工、推車工、噴漿工等工種工序制成循環作業圖表，讓各工種員工知道自己怎樣干，怎樣提高作業效率，指導各工種提高單工種工效。

（3）班組和諧，優化小循環工藝。在正規循環作業圖表中，把“為下班備好風水繩”作為交接班的硬指標項，每班可節約30-40 min用于生產。

（4）4臺鑿巖機同時作業。在14.4m2斷面的大巷中布置4臺YTP-26型鑿巖機同時作業，每臺鉆機打16-8個炮眼。由驗收員配合班組長打出導向眼，使用好導向棍，并指定經驗豐富的掘進工專門打掏槽眼、周邊眼，確保掏槽眼和周邊眼的質量，保證掏槽后深度夠，周邊成型好。打眼工依據激光導向用輪尺畫出眼位，定人、定鉆、定鉆區域、定責任。打眼工參照導向棍打眼，必須做到準、平、直、齊。

四、快速掘進技術分析

近年來采用普通鉆爆法、中深孔爆破及快速掘進施工工藝的技術參數對照見表1（每月工作日按26 d計算）。

通過對比3種不同施工方法、組織形式，可以得出以下結論：

（1）采用中深孔爆破技術，提升了單循環進尺，減少了循環次數和輔助作業時間。

（2）改變傳統的施工工藝“二掘一噴”為“一掘一初噴+復噴”，每圓班增加1個掘進小循環，提高了掘進循環數，是實現快速掘進的關鍵。

（3）“四八”交叉平行作業制、雙循環作業法及動車組管理法等新技術、新工藝的應用以及精細化管理，是實現快速掘進的重要環節。

通過試驗研究和實踐應用得出結論：改進的“一掘一初噴+復噴”施工工藝、優化的“四八”交叉平行作業勞動組織、中深孔爆破技術、雙循環作業法以及動車組管理法等技術、管理創新成果的綜合應用，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。

（作者單位：泰安天元礦山設備安裝有限公司）