走向長壁鉆爆法施工單一煤層切眼實踐應用

楊君智

摘要：本礦一直以來單一煤層采煤工作面的切眼均為二次成巷，即采用“先中央導硐后對等下擴”的方法施工。此方法施工斜長為180m、寬6m、高2.7m的切眼工期至少為80天（三個圓班組，每班1.5m，每天4.5m）。若采用先偏導硐后走向長壁鉆爆法施工單一煤層切眼，則工期縮短為43天，節省了長達37天的時間，對于緩解本礦采煤工作面接續緊張有著顯著地效果。

Abstract： The eye cutting of the single coal seam coal mining face has been the secondary roadway， which is constructed by the method of "first central guiding and then equal expansion". The construction period of eye cutting with an oblique length of 180m， a width of 6m and a height of 2.7m by this method is at least 80 days （three round shifts， 1.5m per shift， 4.5m per day）. If the single coal seam eye cutting are applied to the method of first partial guide and then along strike longwall drilling and blasting method， the construction period is shortened to 43 days， saving up to 37 days， which has a significant effect on alleviating the continuous tension of the coal mining face.

關鍵詞：走向長壁;鉆爆法;切眼;實踐

Key words： along strike longwall;drilling and blasting method;eye cutting;practice

中圖分類號：TD264 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）20-0154-03

1 ?概況

本礦井田范圍內賦存9層煤，可采煤層為二、三層煤（山西組），五、六、七、九層煤（太原組）。此次施工的為九層煤切眼，九層煤平均厚2.3m，煤層傾角平均為20°44′，直接頂依次為石灰巖（平均厚1.08m）、八層煤（平均厚0.9m）、石灰巖（平均厚1.38m）、砂質頁巖（平均厚0.39m），老頂為細粒砂巖（平均厚3.34m），直接底為中粒砂巖（平均厚3.9m）。（圖1）

2 ?傳統的單一煤層切眼施工方法

無論是單一煤層綜采工作面還是厚煤層綜放工作面，本礦一直以來施工切眼采用“先中央導硐后對等下擴”的方法施工。采用鉆爆法施工一個斜長180m、寬6m、高2.7m的工作面切眼至少需要80天（實際生產過程中由于設備及其他影響，遠大于80天），即：先采用自下而上中央導硐，導硐寬3m，每個掘進圓班組每天掘進4.5m，需40天;然后自上而下對等下擴，每幫擴1.5m，兩幫共擴3m，需40天。（圖2、圖3）

3 ?采用先偏導硐后走向長壁鉆爆法施工單一煤層切眼

此方法施工一個斜長180m、寬6m、高2.7m的切眼時，先采用自下而上偏導硐（后退式采煤法偏導硐位于后方即采空區一側）方法施工，導硐寬度為3m、斜長180m、高2.7m，需40天;然后采用走向長壁鉆爆法施工切眼，每天擴寬為1m、斜長180m、高2.7m，3天時間即可擴完剩余的3m，施工完整個切眼僅需43天。（圖4、圖5、圖6）

4 ?勞動組織

由于本礦首次采用走向長壁鉆爆法施工單一煤層切眼，同時作業的人員是普通下擴時人員的幾倍，加之跨系統組織人員作業，勞動組織的難度很大。為此，把每個人安排在合適的崗位上最大限度地發揮個人特長，精心組織人員、合理安排工序成為完成本工程的重中之重。

作業形式采用每天“三八制”作業，每班一個循環。即甲班打眼、裝藥;乙班爆破、臨時支護;丙班攉煤、永久支護。

勞動組織如下：

甲班：打眼人數為12人，每3人一組，共4組;裝藥人數為16人，每4人一組，共4組;2名班長，共計30人。

乙班：爆破作業人員為12人，每3人一組，共4組;臨時支護人員12人，每3人一組，共4組;2名班長，共計26人。

丙班：攉煤人員為36人，每人攉煤長度為5m（沿傾斜方向）;永久支護人員16人，每4人一組，共4組;2名班長，共計54人。

為了保證正規循環作業的完成，工作面施工作業必須根據勞動組織的人員配合，合理安排工序，以充分利用工作時間，提高工時利用率。

5 ?獲得的經濟效益

5.1 傳統的“先中央導硐后對等下擴施工單一煤層切眼”的方法所需支護材料費用及所用工時

由于不論傳統的“先中央導硐后對等下擴施工單一煤層切眼”還是此次采用的“走向長壁鉆爆法施工單一煤層切眼”的方法，其巷道頂板錨桿均需重新打設，不存在報廢現象，因此作對比時只需計算兩幫錨桿報廢多少即可：

支護材料：按錨桿間排距750×750mm計算，巷道兩幫所需錨桿M=（L÷a）×b×c=（180÷0.75）×2×2=960（根）。

式中：L—切眼傾斜長度;a—錨桿排距;b—幫錨桿每排數量;c—所打設錨桿幫數。

所用工時：采用每天“三八制”作業，每班一個循環，每班9人，每天27人，施工80天所用工時為27×80=2160（個）。

5.2 “走向長壁鉆爆法施工單一煤層切眼”的方法所需支護材料費用及所用工時

支護材料計算結果同上。

所用工時：采用每天“三八制”作業，每班一個循環。甲班30人，乙班26人，丙班54人，共計110人。所用工時為（27×40）+（110×3）=1410（個）。

5.3 傳統的“先中央導硐后對等下擴施工單一煤層切眼”與“走向長壁鉆爆法施工單一煤層切眼”的方法在支護材料、人工工時上的對比

5.3.1 支護材料費用對比

傳統“先中央導硐后對等下擴施工單一煤層切眼”的方法對等下擴時需要將巷道兩幫已打設好的錨桿擴掉，由以上計算結果可知，報廢錨桿為960根，按每套錨桿50元計算，則材料費用支出為960×50=48000（元）。

“走向長壁鉆爆法施工單一煤層切眼”的方法施工時只需擴一幫，也即支出上述一半的材料費用，則材料費用支出為48000÷2=24000（元）。

5.3.2 人工工時對比

傳統“先中央導硐后對等下擴施工單一煤層切眼”的方法施工完畢切眼需要2160（個）工時，按每個工時200元計算，所支付工資為2160×200=432000（元）。

“走向長壁鉆爆法施工單一煤層切眼”的方法施工完畢切眼需要1410（個）工時，按每個工時200元計算，所支付工資為1410×200=282000（元）。

通過以上對比，采用“走向長壁鉆爆法施工單一煤層切眼”的方法在支護材料費支出上比傳統“先中央導硐后對等下擴施工單一煤層切眼”的方法少2.4萬元，也即節省2.4萬元;在人工工時上減少750（個），也即減少工資支出為750×200=15（萬元），兩項總共節支17.4萬元，創造了良好的經濟效益。

6 ?需要注意的幾個問題

6.1 爆破作業

由于傳統炮采法采煤時不需要破底板巖石，從而炮眼采用“三花”布置即可滿足需要。但擴切眼時，由于必須滿足支架安裝時2.7m的高度與頂板的完好性，因此必須破底施工。該切眼破底300～800mm，底板為中粒砂巖，炮眼采用“五花”布置。底板巖石布置兩層眼，第一層底眼距底板50mm，第二層底眼距底板350mm;腰眼距頂板1.3m;頂眼距頂板300mm。底眼眼距不能太大，如果眼距太大則爆破后底板會不平整，形成“波浪”形。該切眼底板為白砂巖，巖石可鉆爆性較低，因此底眼眼距以500～700mm為宜，頂眼和腰眼眼距可適當加大。

頂眼每眼裝兩節藥;腰眼裝三節;兩層底眼均裝三節藥。

裝藥必須滯后打眼15m。

嚴格執行“自聯自放、現聯現放”的放炮原則。

由于需要破巖石底施工，因此爆破警戒的設置為：上方75m、下方120m。

工作面只能使用一臺發爆器自下而上一次進行爆破。

6.2 臨時支護

爆破后先將頂板煤皮及傘檐清除后及時進行臨時支護，嚴禁人員在空頂下作業。臨時支護采用單體液壓支柱配合π型梁進行支護，單體支柱柱距可根據頂板情況適時進行調整。

6.3 單體液壓支柱永久支設

第二次擴幫后，切眼跨度即達到5m，此時必須支設永久單體液壓支柱進行減跨。

6.4 擋矸設施

人工攉煤時，沿切眼傾斜方向自上而下每隔10m設置擋矸設施，防止攉煤時矸石自上而下滾落砸傷作業人員。擋矸設施采用本礦使用的鋼筋網制作而成，高度為500mm，長度與切眼的寬度相同（即擋矸設施的長度隨切眼的擴寬增加而增長）。擋矸設施也可就地取材，用道木或將單體液壓支柱沿擴幫方向橫置于切眼內，以降低矸石的滾落速度，起到擋矸作用。

6.5 刮板輸送機的開啟

由于爆破后，大量的煤會落在刮板輸送機上，將刮板輸送機“壓死”，如果爆破之前沒有開啟而此時開啟，則刮板輸送機的電機會因為負荷過大而燒壞。因此，爆破前必須開啟切眼內的刮板輸送機。

6.6 設備檢查

擴切眼前，必須對切眼內的刮板輸送機以及運輸順槽內的皮帶輸送機進行仔細檢查并確保其完好性，避免擴幫后由于集中出煤時煤量過多導致設備運轉不正常而影響工期。

7 ?結語

此次擴切眼摒棄了以往傳統施工切眼的“先中央導硐后對等下擴”方法，首次采用“走向長壁鉆爆法”施工單一煤層切眼，打破傳統施工工藝，縮短了切眼施工工期，極大地緩解了公司接續緊張的壓力。

與此同時，采用“走向長壁鉆爆法施工單一煤層切眼”的方法在支護材料費支出上比傳統“先中央導硐后對等下擴施工單一煤層切眼”的方法節省2.4萬元;在人工工時上減少750（個），減少工資支出15萬元，兩項總共節支17.4萬元，給公司創造了良好的經濟效益。

上述方法和傳統方法相比，能夠取得空間和時間上的絕對優勢。因此，在煤層頂板狀況允許的前提下，采用“走向長壁鉆爆法施工單一煤層切眼”的方法無疑給我們提供了更好的選擇。

參考文獻：

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