東榮三礦提高掘進速度的探索

韓啟華

（龍煤集團雙鴨山分公司東榮三礦，黑龍江 雙鴨山 155100）

東榮三礦掘進施工長期以來采用鉆爆法。運輸方式采用機耙絞車運輸。由于地質條件復雜，每條順槽均需要上、下山或平推掘進找煤，每個掘進迎頭一般配用多部小絞車。占用人員多，運輸環節多，掘進效率及運輸安全得不到有效改變。為此必須積極地探索和研究快速掘進技術工藝。目前己基本形成以巖巷中深孔爆破、半煤巖炮掘機裝連續化運輸、全煤快速綜掘技術三大特點的快速掘進技術。

1 詳細技術的內容

1.1 巖巷快速掘進技術

巖石巷道中深孔爆破理論及應用技術。從碎巷道爆破中涉及到的幾種爆破技術的基本理論著手[1]，首次應用動焦散法研究節理巖體爆炸裂紋的發展規律，著重研究了爆炸初始裂紋與節理面夾角、炮孔與節理面間的距離不同而使裂紋擴展和裂紋尖端應力強度因子發生變化，利用預制層理的混凝土試件模擬井下現場巖體進行了超動態應變測試[2]。討論同深和不同深分階分段直眼掏槽、單孔爆破漏斗特性及遠距離小空孔在掏槽爆破的作用等問題，比較多孔爆破漏斗特性以及多孔爆破與單孔爆破漏斗特性。將理論研究結果和實驗室試驗的分析結果應用到工業性試驗中，檢驗試驗分析結果的正確性，優化爆破參數，以獲得良好爆破效果。

巖巷的支護設計優化。通過對巖巷數值模擬計算分析，結合快速掘進的要求，探討并提出了二次支護方案與支護優化設計措施，特別是深部地壓方面，應用了錨網索配合拱形棚的復合支護方式并在有采動影響的巷道中使用了錨桿、錨索聯合支護工藝。如圖1。

圖1 巖巷的支護布置圖

巖石巷道掘進工藝與應用。掘進工序按其性質可分為主要工序和輔助工序，如何合理安排各工序施工組織是影響巷道掘進速度的主要因素[3]。多數輔助工序占用時間較短，并具有相對的獨立性，安排施工時，應盡可能使輔助工序和主要工序平行交叉作業，以提高掘進效率和技術經濟指標。因此，設備配置一定的情況下，通過科學合理的施工組織管理，運用先進的鉆掘工藝技術，實現快速掘進，并獲得最優經濟指標和最佳單進。

1.2 半煤層炮掘機裝連續化運輸作業

快速掘進技術，耙裝機耙裝、皮帶運輸工藝具有以下特點:

循環時間短，進尺高。減少耙裝運輸時間，縮短循環作業時間，每班能完成2～4個作業循環，班進尺達到4m以上。

投資少，成本低廉。比綜掘工藝線至少節省140萬元。

勞動強度小，勞動效率高。減輕工人的體力勞動，少使用人員20%以上。

靈活方便，適應性強。可施工不同形狀、斷面的巷道，巷道長度也不受限制。操作簡單，維護方便。

1.3 綜掘快速施工技術

改變施工工藝、快速通過地質構造。為了使綜掘機快速通過地質構造，必須根據地質資料及相鄰工作面掘進情況，準確預測地質構造的具體位置及方位。在揭露地質構造之前，首先研究過地質構造的措施及準備好相應的支護材料。縮小循環進尺，采取積極加強支護措施，保證巷道永久支護緊跟迎頭。并根據斷層的上下盤來判斷煤層的走向和缺失情況，根據綜掘機最大爬坡坡度，相應地改變巷道掘進坡度，達到既快速通過斷層破碎帶又不因為巷道坡度過大而影響后期采煤工作面推采。

改變輔助運輸方式、提高掘進迎頭效率。制約掘進效率的一個主要因素是運輸支護材料。在研究、分析后，采用以下兩種方法來解決運料問題:

可改造皮帶，用下皮帶將物料拉到皮帶尾，再人工運到迎頭。或在提前預計出本班使用材料，在每班人員在進入工作面時，帶入工作面，節省時間。

在適合的條件下，可設計機軌合一巷道，有助于加快速度。

研究施工組織、提高循環作業。在整個施工組織循環過程中，截割與支護占用整個施工時間的70%左右，而在截割與支護工序施工轉換過程中，由于必須進行綜掘機退出與進入、支護工具的準備與撤出、前探梁的移設與加固、風水管路的聯接與拆卸，以上工序約占整個工序的20%左右。循環工序轉化次數越多，以上工序消耗實際時間必然加大，由于目前綜掘迎頭為保證安全施工，堅持割一排錨一排，為加快施工速度，減小循環過程各個轉化時間，根據現場圍巖情況，可采用割二排錨一次，通過現場實際操作表明:采用割二排錨一次比原先割一排錨一排施工速度提高20%左右，修改前，每班扣除檢修及停皮帶等因素，實際每班能夠割6個循環，修改后，每班能夠割8～9個循環，大大加快了施工速度。

2 主要成果

2.1 應用爆破和支護的基本理論，解決制約掘進單進水平的最為關鍵的爆破、支護、運輸三大工序的技術難題，降低材料消耗，提高經濟效益。

2.2 采用中深孔控制爆破技術和優化的爆破參數，提高循環進尺，合理的支護方式和設計方案大大地提高巷道的工程質量，巷道反修率低。

2.3 大大降低了材料消耗，每米巷道節約成本100元左右。

2.4 改變輔助運輸方式減少運輸環節，節省人員、改善了工作環境、減輕了勞動強度、提高了人工效率，安全可靠程度明顯加強。

2.5 科學、合理的勞動組織形式，輔以規范的技術管理，嚴格按照按勞取酬的工資獎勵制度，充分發揮了職工的積極主動性。

結論

通過對快速掘進技術的研究與應用，加之強有力的配套措施，使掘進速度提高到一個新水平，為實現安全高效、快速掘進，幾年來通過科技進步，積極改革和探討新的支護形式、施工工藝和組織方法，半煤巷炮掘機裝連續化運輸作業線單頭月進平均達到了150m，最高210m。全巖巷道單頭月進平均85m，最高120m。全煤綜掘單頭月進平均達到260m，最高420m。巷道掘進速度普遍比原有提高30%以上，高于同類水平，實現了安全高效、快速掘進施工藝的應用與推廣。既保證了采掘平衡和工作面正常生產接續，又促進了安全高效發展。

[1]張為民，劉汝江，張洪鵬.快速掘進綜合技術在生產礦井的研究與應用[J].山東煤炭科技，2008(01):24-26.

[2]徐鎖庚.國內外掘錨機組的現狀及發展趨勢[J].煤礦機械，2006(10):2-4.

[3]姚貴英.快速成巷技術展望[J].礦山機械;2004(09):18-19.