巷道掘进爆破设计【开拓巷道掘进速度的影响因素及对策】

　　摘要：随着煤矿巷掘进技术的不断提高，高产、高效、安全的掘进巷道建设已经成为煤矿生产的关键。随着近几年采煤工艺的发展，采煤的效率、掘进机械的机械化程度不断的提高，采煤工作面数目在大幅度减少，逐渐走上了良好的发展道路。然而，在巷道掘进过程中还存在一些制约其掘进速度的因素，本文以我矿的开拓工作面为例，浅析开拓巷道掘进速度的影响因素并提出相应的对策。
　　关键词：半煤岩巷；掘进速度；影响因素；对策
　　中图分类号：TU997 文献标识码：A
　　1 概述
　　随着机械自动化程度越来越高，综合机械化掘进技术已经逐渐被应用于煤矿建设中。它是由掘进机、转载机、输送机等组成的综合性配套技术，在建设煤巷时，将测量定向、掘进、运煤、除尘、巷道支护以及供水供电等设施配套起来，组合成一套高产、高效、安全的掘进系统。为了加快开拓巷道掘进速度，提高经济效益，光有一套综合机械化掘进技术还远远不够，还需要具备以下几个要点：
　　1.1 在实现大功率、高可靠性综掘技术的基础上，提高工作面单产，尽量减少回采面数量，巷道布置从简，从而减少生产环节，提高生产效率；
　　1.2 改进巷道布置，改善矿井的提升系统和运输系统，增加工作面的推进长度，扩大巷道的有效截面，实现综掘工作面的连续性和高效性；
　　1.3 大力发展半煤岩巷锚杆的支护技术，通过解决长距离、大截面的支护问题来实现高效安全的生产。
　　1.4 配备先进的施工组织和施工管理方法，优化劳动组织，实现正规循环作业，重点抓好劳动组织主要是最大限度实现平行交叉作业。
　　1.5 建立完善的正规循环作业的区队管理制度，包括现场交接班制度、岗位责任制、质量验收制度、设备维修运转制度、材料管理制度、培训实效制度、手指口述安全确认制度、奖罚制度等在班组间形成相互“比、学、赶、帮、超”的安全生产氛围，充分调动劳动积极性和主动性。
　　2 半煤岩巷基本情况介绍
　　本期工程为贺西煤矿二采区4#轨道巷，在山西组4#煤层中，巷道沿煤层底板掘进，该区域内４#煤层厚度为1.25m～1.60m，平均1.4m，煤层倾角2°～6°，平均为4°。煤层有瓦斯涌出不均匀现象，煤尘有爆炸之危险性。设计为半圆拱形巷道，掘宽4.4米，掘高3.9米，墙高1.7米，拱高2.2米, 采用锚、网、索、钢筋圈梁联合支护, 因该巷道服务年限较长，故在支护后进行喷浆，喷浆总厚度不小于100mm，初喷紧跟工作面作业，复喷滞后工作面不大于50m。施工前先进行钻探工作，每次布设三个钻孔，孔深120m，然后掘进90m，如此循环交替进行。中线、腰线采用JZY-3型防爆激光指向仪。采用两班掘进，一班检修喷浆的，三八制作业方式。月进度最高142米。一般掘进大断面拱形开拓巷道的传统方法为炮掘，由于有些巷道地处背斜构造带的轴部，煤层变薄，以往采用炮掘时，很容易揭露煤层顶、底板岩石，导致巷道底鼓，同时，巷道顶板岩层风化离层，会使得巷道的压力变大，出现多处断锚杆、断锚索的现象，为巷道的维修和维护增加了工作量。所以，本采区4#轨道巷采用综掘机掘进的方式，综掘机的型号为220型，一次成巷。
　　3 半煤岩巷掘进速度的影响因素
　　3.1 机械装备配置水平
　　煤巷掘进过程中，机械装备的配置水平决定了整个项目的施工方法和施工组织，所以配置优良性能的机械设备是实现开拓巷道快速掘进的关键。此外，此巷道的截面积较大，而掘进机的切割范围不够，那么在切割过程中需要不断的进行调机，每次调机的时间约为3～10min，造成了时间的浪费；电气、液压元件的可靠性不高，更换较频繁，延长了开拓巷道掘进速度，还增加了浮煤、渣清理的工作量，大大降低了煤巷掘进的效率；锚杆施工时，在遇到一些特殊的地质构造时，会大大增加锚杆施工的时间，从而造成了掘进效率低下的现象。
　　3.2 人员素质水平
　　人员的素质水平是影响开拓巷道掘进速度的根本因素。若在巷道施工过程中，工作人员没有经过严格的上岗培训，对新技术和新工艺的掌握程度差，对设备的性能也不够了解，大大降低了设备的利用率，从而降低了掘进速度。例如，综掘机在施工操作过程中，每进一循环最快切割完需15min，且巷道成型好，各项参数均能达到施工要求，而不熟练的操作人员完成一个循环的切割工序需要20-40min，且巷道成型不好，有些参数达不到施工要求，这就要求进行二次切割，这不仅增加了机械设备的工作负荷，还降低了巷道的掘进速度。所以，提高人员的整体素质水平，合理安排施工工序，使得综掘过程中得各道工序衔接紧凑，才能提高掘进速率。
　　3.3 锚杆支护水平
　　锚杆施工时，支护参数不是固定不变的，要对现场的围岩、顶板离层以及锚杆受力等进行监测，然后根据具体的施工情况和现场环境的物理特性，及时、灵活的调整支护参数，缩短支护施工耗费的时间，降低材料的消耗，才能提高掘进效率。
　　3.4 喷浆水平
　　由于该巷道服务年限较长，所以在支护后进行需进行喷浆。通过采用喷射混凝土来加强支护，保证锚、网、索、钢筋圈梁联合支护平衡处于长期稳定，提高锚杆支护水平，才能提高综掘效率。若喷浆不及时或不达标，会造成煤体风化脱落，造成巷道的阻塞和扬尘。
　　3.5 材料运输水平
　　掘进过程中，材料运输的工作量也比较大。由于巷道并非露天作业，有的在底下几十米，有的煤矿掘进需在好几千米之下，这无疑给材料的运输和设备的供应带来很大的困难。本巷道深处地下，在掘进施工过程中切割的废料、巷道支护材料、设备的运输都非常困难，大大影响了施工进度。
　　4 加快煤巷掘进速度的对策
　　4.1 提高机械装备配置水平
　　由于掘进设备的工作对象为煤岩和矿石，硬度都比较大，工作时振动冲击力比较大，且又属于井下作业，环境比较恶劣，为了保证掘进设备长期连续工作，必须选择质量可靠，使用效率高的机械设备。近年来，我国的掘进机制造水平有了质的飞跃，在液压、电气、元件的选用上进行严格的筛选和把关，部分元器件国内产品质量均达不到要求的会引进先进国家的产品，增强了设备元器件的使用可靠性，减少了工作量，提高了半煤岩巷掘进效率；机械装置尽量减少串联系统，多采用独立的部件或组建，甚至可以采用嵌装式结构或模块组装的形式，这样大大简化了机械组装结构，方便机械拆装的同时，还能大大提高掘进机的可靠性，从而提高掘进机的调机效率。
　　4.2 提高操作人员的整体素质水平
　　为了提高巷道的综掘速度，需要各道工序都能紧密的配合起来。首先，要根据巷道的岩性设计合理的截割轨迹，对综掘机司机进行严格的岗前培训，培养熟练技巧，并经过考核取得上岗证，这样保证了截割操作人员的熟练技巧，大大降低了截割时间；其次，加强设备的检修管理，对施工中涉及的各种设备，如综掘机、风动锚杆钻机、运输设备以及局部通风机等都必须每日做好定时进行检修和保养，避免机械损坏而导致的生产中断，从而影响掘进速度的降低；然后，加强施工人员的技术培训，要求他们熟悉现场掘进过程的各个环节和各道程序，能够现场组织、协调各项工作，最大限度的提高工作效率；最后，定期安排人员外出考察学习，不断的积累知识，提高自身的业务素质和操作水平。
　　4.3 改进锚杆支护方式，提高设备综合配套水平
　　开拓巷道掘进速度不仅与综掘机本身有关，与支护、运输、供电、供水以及通风等配套环节都有很大联系，特别是锚杆支护方面，工作量大，占用时间多。为了提高煤巷的掘进速度，必须缩短锚杆的支护时间。在施工过程中，要根据地质条件，尽量采用锚杆支护，减轻工人的劳动强度。传统的锚杆支护，施工工序多，安装麻烦，而采用机锚网索支护，不仅减少了施工工序，大大缩短了施工时间，而且锚索的承载力大于锚杆的承载力，保证巷道建设安全可靠性。目前，新型高强度、高预紧力的锚杆已经面向市场，如国内已有的楔缝、涨壳、钢丝绳或钢筋砂浆锚杆、爆扩锚杆、倒楔锚杆、内涨锚杆、木锚杆、竹锚杆、管缝锚杆、树脂锚杆、水泥锚杆、预应力注浆大锚索等。采用高强度的锚杆也是提高半煤岩巷掘进速度的一项有效措施。我矿采用锚、网、索、钢筋圈梁联合支护, 强度高、施工工序少，符合高效综掘的要求，因该巷道服务年限较长，故在支护后进行喷浆，且喷浆工序紧跟支护工序，是为了防止煤体风化脱落。
　　4.4 增加材料运输渠道，改善运输方式
　　为了保证材料能够及时的供应施工现场，可以增加运料及铺设轨道，还可以采用底胶带辅助运输等形式，这样大大缩短材料的运输时间，不影响整个施工进度。我矿采用无极绳绞车运输，具有布置灵活、安全、快速、经济的优势。无极绳运输，省略了中间摘挂钩的时间，避免因跑车、脱钩、断绳而引发的安全事故，降低了事故发生率，提高了运输效率，为综采大型设备的安全、高效的安装奠定基础。
　　小结
　　贺西煤矿二采区4#轨道巷自实行综掘技术以来，成型特别好，煤巷的支护方式由锚喷技术代替了砌宣支护，加快了施工进度，支护强度达到生产要求，实现了高产、高效、安全的半煤岩巷综掘建设，取得了很好的经济效益和社会效益，且多次受到上级部门的好评。然而在实际施工过程中还有很多问题需要我们去研究和解决，这就要求我们不断的在实践中积累知识和经验，以便进一步提高煤巷的掘进速度。
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