岩巷快速掘进技术.docx

岩巷快速掘进技术岩巷快速掘进技术研究 岩巷掘进在煤矿建设和生产中占有重要的位置，糯东煤矿作为新建设的矿井， 岩巷掘进工程量一般约占总工程量的40%50%，在生产矿井中占总工程量的25% 左右。由于经济的持续发展对煤炭需求不断增加，矿井产量逐年增加，矿井开拓掘进进尺也大幅提高，但采掘衔接紧张的矛盾却日益突出，特别是涉及到采区衔接、水平接替的开拓延伸巷道，这就要求巷道的掘进速度相应加快。但由于我矿的掘进设备革新慢，适应性差、技术不过关等因素影响，掘进技术的发展缓慢已越来越成为糯东煤矿可持续性发展的瓶颈，也是技术人员需要研究的关键性问题。 糯东矿区地质构造复杂，瓦斯威胁大，打钻频繁，严重影响了岩巷掘进进度，而且随着向深部开采，高瓦斯、高地压等技术难题，加之部分矿井排矸系统能力不足，严重制约了岩巷单进水平的提高，研究如何快速掘进，是我矿必须面对的问题。 1、巷道快速掘进就是采用合理的掘进破岩、装运和支护技术,科学管理施工各个工序,使每个工序用时最少、各个工序之间转换顺畅,使巷道施工技术和组织管理优势都能够良好发挥。糯东煤矿通过改进传统的"二掘一喷"施工工艺为"一掘一初喷+复喷",优化劳动组织,采用双循环作业法、特殊工种循环作业图表等技术手段,保证生产组织的良性推进,实现了岩巷炮掘单进水平的提升。 2、快速掘进是缓解接替紧张局面最为有效的方法，对实现煤矿的稳产高产和可持续发展意义重大。岩巷掘进是一个多工序交替过程，主要由破岩、装运和支护三大工序组成。要达到巷道施工的快速高效，最根本的就是使每个工序能够高效率，并使得每个工序能够很好地协 1 调连接起来。在爆破材料、锚杆支护的原材料和机具的造型上，要进行一系列的改革，岩石的掘进速度和支护效果。 3、 岩巷掘进中存在的主要问题 3.1 机械化装备水平低 我国岩巷机械化作业线主要分为两大类。一类是高档机械化作业线，即打眼、装岩、转载、运输等主要环节实现机械化配套，用凿岩台车或钻装锚机组配大功率高效导轨式凿岩机打眼，无轨装载机全断面装岩，使工人从繁重的体力劳动中彻底解放出来，实现高速高效和文明生产。另一类是装载、运输采用机械化，而打眼、喷浆等仍采用人工作业，属于普及型机械化作业线。我国对岩巷掘进设备的研制与生产起步较晚，尤其是液压凿岩机、钻车及主要配套液压元件等的质量、性能等技术指标与国外同类产品相比尚有一定差距，而且高档机械化作业线设备投资较高，从而限制了其广泛应用。 3.2 矿井生产管理制度不够健全 掘进工作应有完善的、科学的管理制度作保障，否则易造成分工不明确、责任不清楚，相互之间不能协调一致和通力合作，且各工种间时常会出现矛盾，致使设备不能正常使用或提前损坏。 3.3 对设备的维修保养认识不足 机械设备事故是影响掘进速度提高的重要因素，很多工人和机电维修人员对设备的结构、性能、原理、维护的基础知识、常见设备故障、诊断方法、设备事故处理措施都不熟悉。另外很多煤矿不能采取严格的维修保养制度，及时更换、修理已损坏或磨损严重的配件，做好备件的存储工作，从而降低了开机率，不能充分发挥每一台设备的机械效能。 3.4 爆破技术比较差 目前，我国岩巷掘进爆破的特点是巷道宽 2 度小，自由面少，岩石所受夹制作用强，而现场施工仍普遍存在少打眼，多装药，乱放炮的现象，造成的后果是炮眼利用率底，岩石碎块抛掷远，爆堆不集中，周边超挖量大，成型质量差，围岩松动破坏严重，在松软岩层中周边很难留下半边眼痕，不仅影响了巷道掘进的速度，增加了出矸量和支护材料消耗，也降低了巷道的稳定性和安全性，对于f810的较为坚硬的岩石，其炮眼利用率一般在6080。 3.5 爆破参数要待进一步优化 目前我矿井的岩石巷道还使用炮掘，但掘进炮眼数目较多，直接影响了巷道掘进打眼时间；爆破效果较差，存在超欠挖现象，周边成形不理想，从而形成二次动工或返工现象。 3.6施工工艺、工作面布置及劳动组织形式选择中的问题 不能根据具体条件确定施工工艺，优化掘进、装岩、支护、运输等工序的最佳时间参数；很多工序都不能平行作业，从时间和空间上不能充分运作，窝工现象很多。 3.7 操作人员素质和劳动积极性差 随着岩巷掘进的新工艺、新设备、新材料的开发和使用，很多工人和机电维修人员对设备的结构、性能、原理、维护的基础知识、常见设备故障、诊断方法、设备事故处理措施都不熟悉，从而影响连续生产。另外很多单位奖罚制度不具体，导致施工单位的积极性和主动性很差。 4、提高岩巷快速掘进的措施 4.1 爆破工艺创新，大力推广中深孔光面爆破 影响岩巷掘进爆破效率的主要因素有:掏槽方式及其装药量、炮眼深度、周边眼光爆参数、起爆时差和炮眼利用率等。中深孔爆破的掏槽眼深度比普通掏槽眼深度大，一般达到210m315m。掏槽眼的深度大小决定着循环 3 进尺的大小，同时，对周边眼的爆破质量及成巷质量也有影响。为了提高中深孔直眼掏槽的掏槽效果和炮眼利用率，须在装药眼附近布置空眼以增加自由面，还需要合理的确定相邻装药眼的眼距、掏槽眼的几何形状、装药量和装填结构。炮眼深度存在一个最优值，应以提高巷道掘进效率为前提，结合现场实际情况综合确定，长期实践表明，中深孔爆破(L=23m)优于浅孔爆破(L=1.52m)。 光面爆破是合理选择爆破参数的控制爆破技术。它是通过合理的选择爆破参数，使爆破后的巷道成形规整，减少超控和欠控，最大限度地保持围岩的自身强度，从而增强围岩的自撑能力。要取得较好的光爆效果，首先必须选择合理的光爆参数。 4.2 确定锚杆支护参数，提高锚杆安装质量 支护管理不但对巷道支护质量有影响，对掘进进尺也有影响，如永久支护前大面积片帮，使喷浆厚度和喷射工作量增大。在实践中可根据围岩松动圈理论，以悬吊作用设计为基础，并根据岩性的具体情况，定出合适的支护密度，最后通过试验检测，检验支护参数选择的合理性。在普及应用全长树脂锚杆的基础上，针对大断面，服务年限长的井巷工程，积极推广使用高强度新型锚杆。锚喷支护方式必须与光面爆破技术相结合，否则围岩受损严重，表面裂隙较多，围岩松动圈较大，岩体丧失稳定性；巷道轮廓线参差不齐，易造成应力集中，喷层受到剪切破坏而导致巷道损坏。 4.3 充分调动职工积极性，严格按照按劳取酬的工资奖励制度，实行科学合理的计分模式及验收标准。掘进作业班组工资和奖金同掘进进尺、设备日常维护、文明施工挂钩。维护工和其它辅助人员工资和奖金同掘进作业班挂钩，并同日常的工作质量挂钩。加强工人培训 4 和学习的机会 为提高掘进队伍的战斗力，煤矿相关部门要多次举行劳动竞赛，如打眼比赛、喷浆比赛等，有利的调动了职工的积极性，使职工在工作中感到快乐，工作更加积极主动，例如调度室牵头，五大生产部室参加，对一线区队每月工作开展情况进行评比，第一名给予“雄狮队”称号，大大激发了各区队干部职工的工作积极性。适当提高班队长、机长、维修工等人员的工资分配系数，对“技术能手”带徒弟、讲课，给予适当奖励，充分发挥岩巷“技术能手”的传帮带作用，最大限度地挖掘职工潜能，为岩巷快掘献策献力。对井下施工人员进行技术培训，在应用新技术方面，要做到技术交底。对于井下出现的问题，管理人员要及时妥当及时处理，不能拖拉造成窝工，以至于减缓掘进速度。 4.4加强劳动组织管理，实行全面质量控制 通过合理的劳动组织，使得各工种互相协作，消除各工种间工作量不均衡的现象，同时各工种处于统一指挥和协调之下，各工序衔接紧密，减少和避免相互影响，缩短循环时间；实现多工序平行交叉作业 在保证安全和不违反煤矿安全规程的前提下，大力开展多工序平行交叉作业。应根据施工设备和施工技术及管理水平，对各工序的作业时间和潜在能力进行必要的测定和留有余地的计算，合理地确定循环方式。在岩巷掘进中，主要是凿岩和装岩两个主要工序的平行作业，但其他各工序也应尽可能地采用平行作业，如专人画轮廓线；分区域定人、定钻、定眼位、定质量；工作面打眼与出矸平行；装药与撤工具平行；打锚杆喷浆与铺道移耙矸机平行；工作面倒矸与清理现场平行；钻下部眼与工作面敷设临时轨道平行作业；工作面打锚杆与装岩平行作业等；另外要狠抓工程质量，以质量保证安全，以质量促进度。建立健全质量保证体系， 5 强调过程控制，特别是关键过程的控制。按照公司颁布的安全标准进行验收，质量与个人工资挂钩，安全检查员、质量验收员、班组长现场跟班验收。 4.5优化运输系统，保证迎头矸石能及时拉出；糯东煤矿四条主要大巷，改用耙矸机+皮带出矸系统。加强机电设备管理，遇到故障能及时排除，机电部多组织全矿电钳工进行业务培训，提高电工解决实际问题的能力；编制下方各种机电设备管理制度，规范管理。 4.6加大投入，提高装备水平，推进岩巷施工机械化。例如淮北矿业集团公司岩巷掘进多年来一直沿用风动凿岩机，但液压凿岩机在性能上要优于风动凿岩机，如械械性能好，凿岩速度快，比同类风动凿岩机提高1倍2倍；动力消耗少，能量利用率高，液压凿岩机仅为风动凿岩机能量消耗的30%左右；操作方便，适应性强，对不同性能的岩石具有很好的工作性能。所以应该推广使用以调车盘、耙斗装岩机为主，以侧装机、全液压钻车为主，以电动凿岩机为主和以钻装锚机组为主的4 种岩巷机械化作业线，同时应注意各种配套设备的性能及特点相互匹配。 岩石巷道的掘进是一个系统工程，影响岩巷施工进度的因素很多，特别是机械化水平、排矸速度和爆破效果是影响掘进速度的关键环节。在岩巷施工过程中，只有通过对现场认真考察，找出影响岩巷施工进度的各种因素，采用科学的施工组织和管理方法；完善制度、严格考核；加强培训、推进岩巷专业化队伍建设，加大技术创新，才能将糯东煤矿岩巷的快速掘进水平再推上一个新的台阶 糯东煤矿调度室 二一一年三月十一日 6