浅析煤矿岩巷大断面快速掘进新技术的实践(孔令会).doc

浅析煤矿岩巷大断面快速掘进新技术的实践孔令会（淮北朔里矿业有限责任公司；安徽淮北 235052）摘 要：本文浅析当前煤矿岩巷掘进技术现状，分析了影响岩巷掘进速度和工效的一些问题，介绍了大断面岩巷快速掘进使用的新技术措施。关键词：光面爆破；锚喷支护；快速掘进；岩巷大断面1引言随着煤炭工业的不断发展，岩巷掘进技术也更加成熟，并大大加快了掘进的速度。例如锚喷支护技术的推广应用；中深孔爆破；机械化程度的提高，形成了比较成熟的机械化作业线。2 快速掘进技术简介(1)锚喷支护技术。现在90以上的岩巷均采用了锚喷支护技术。目前，在锚喷支护作业中，锚杆直径大多为18mm，锚杆长度为1.72.2m，锚固剂一般使用树脂锚固剂，锚杆布置形式多采用梅花形；大断面岩巷的喷浆厚度一般为120150mm。锚喷结合光面爆破，支护取得了较好的安全和经济效果。(2)中深孔爆破。在岩巷掘进中，一般多采用钻爆法施工，按炮眼深度将爆破方法分为1.8m以下的浅孔爆破、1.82.5m的中深孔爆破、2.64.0m的深孔破和4.0m以上的超深孔爆破。近年来，随着掘进机具的改进和发展，高效大功率凿岩设备相继出现，为中深孔爆破技术的应用和发展也提供了良好条件。中深孔爆破正逐步替代浅孔爆破，尤其在岩巷掘进中，应用中深孔爆破技术，对于加快岩巷掘进速度起到了很大的作用。(3)岩巷掘进机械化作业线。在上世纪八十年代以来，煤炭基本建设通过引进、消化、吸收和示范，推广了以调车盘、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四种岩巷机械化作业线，应用在大断面岩巷施工中，创造了良好成绩，为快速掘进奠定了良好的基础。3工程情况1）地质概况。某处北大巷全长3500m左右，向北为5的上坡，是该矿北部扩建区的重要工程，建成以后担负整个北部扩建区的材料、设备和人员的运送任务。巷道所穿过的岩层岩石硬度系数f=6l0，顶板淋水不大，岩性以白色粗砂岩、砂质页岩为主，岩层节理较为发育。该巷道原设计为料石砌碹支护，三心拱形断面，掘进断面积20.6m2，净断面积为l4.8m2(见图1)。2）巷道施工初期存在的问题。巷道料石砌碹是一种繁重的体力劳动，施工过程中工效低、壁后充填量大，需要大量的接顶材料，巷道堆积物也多，安全间隙难以保证，施工速度也慢。因此该巷道原施工方法，掘进速度非常慢，严重制约着北部扩建区的扩建进度，影响正常的生产任务完成。4 主要施工技术措施该大巷施工改进施工方案，通过采取改变永久支护形式、中深孔爆破、多工序平行作业等措施，快速顺利地完成了相应地进度任务。该巷道余下的工作量，施工平均月进尺达到了l00多m，最高月进尺近200m，为整个北部扩建区提高生产能力赢得了时间，同时也积累了一些大断面岩巷快速掘进的经验。1）修改设计，积极为快速掘进创造条件。永久支护形式由原来的料石砌碹，改为锚喷支护，以减少支护工程量，减轻劳动强度。巷道断面形状由原来的三心拱改为半圆拱，提高巷道承载能力。修改后，巷道净断面积为17.6m2，掘进断面积减小为19m2，大大减少了掘进工程量；每米巷道打锚杆11.2套，喷120mm厚C15混凝土，支护工程量的大为减少，对提高巷道掘进速度非常有利。设计修改后的巷道断面见图1。2）光面爆破，为锚喷支护打下基础。为实现光面爆破，在巷道施工中严格实行了“两定”、“三保证”制度。其中“两定”即为打眼工定人、定位；“三保证”即为保证周边眼间距不大于400mm，保证周边眼装药量不超过lOOgm，保证周边眼炮泥封口质量。遇到岩石较为破碎点，周边眼间距缩小为220250mm，并实行隔眼装药。宁可欠挖，不可超挖；出现超挖时，尽量用镐刨，用撬棍橇，不得已时才用炮崩。周边眼采用正向装药结构，一般只装引药，引药后装填200-300mm炮泥，眼口充填200mm炮泥糊口。通过采取这些措施，成功地实施了光面爆破，光爆眼痕率达了92%，为锚喷支护创造了良好的条件。3）“抛掷爆破漏斗楔形掏槽”，提高循环进尺速度。为提高爆破效率，增加循环进尺量，在中深孔爆破中采用了“抛掷爆破漏斗楔形掏槽”。在具体做法上，也就是在掏槽范围内先形成漏斗，为掏槽眼爆破增加自由面，提高掏槽效果。设计抛掷漏斗半径r=600mm，最小抵抗线W=700900mm。在掏槽眼布置中，分上下三排布置（眼口距1600mm，眼底距200400mm，排间距500mm，垂直深度比辅助眼深200mm）。爆破所用雷管为毫秒延期电雷管；从第l段到第2段一次顺序起爆。实践表明，采用该掏槽方式，掏槽效果较好，掏槽深度均达到了2m以上。4）改造运输系统。以前料石砌碹期间采用的是双轨过渡式车场调车，不但增加了掘进期间轨道铺设量，且增加了铺设永久轨道时的拆除量，安全间隙得不到保证，同时也不利于掘进期间砌筑永久水沟作业。为克服此弊端，加快施工速度，对运输系统进行改造，即使用单轨浮动式车场调车，简易空车道紧跟装岩机后(最远不超过lOm)。空车进车场时，用电瓶车顶入；装车时，单辆矿车用l1.4kW调度小绞车牵至装岩机卸矸槽下，装满后再用11.4kW小调度绞车牵出，如此反复，等4辆矿车装满后，用电瓶车一同牵出。为避免空车调运时间长，将空车线长度控制在4090m通过技术改造，如此加快了矿车的周转速度，平均每班出车32车，一班最多出车45车。5）实施多工序平行作业。使用5台风钻同时打眼，当倒完工作面一侧渣后，该侧下部打眼(用两台风钻)与另一侧倒渣平行，同时倒渣还与清理耙岩机后巷道两侧浮渣平行；采取喷浆与维修掘运设备平行、钉道与作车场平行、敲帮问顶与施工前准备平行等方式，充分利用时间和空间，组织多工序平行交叉作业，在8h内完成了两个正规循环，大大加快了掘进的速度。4结束语近年来，岩巷掘进采用新技术施工，速度明显，效果也好，为提高掘进速度，加大煤炭生产量提供了有力的保障。但是，这样也还存在一些问题影响岩巷掘进速度和工效。如喷射混凝土产生的粉尘量大，损害作业人员的健康，降低了工作面的能见度，不利于安全施工；喷射时的回弹量会造成一定的损失，水泥利用率还不高；采用钻爆法施工时，打眼工作量大，使用气腿凿岩机打眼占用的循环时间多，而钻车的实用效率只有30左右等。这些问题都有待于进一步的克服和解决。参考文献1陈炎光等.中国煤矿采场围岩控制M.煤炭工业出版社.1994.2钱鸣高.采动岩石力学基本研究与展望J.岩土力学,1997,18(增刊)3张荣立等.采矿工程设计手册K.北京：煤炭工业出版社,2003.4刘长友等.采场支架围岩关系及其监测控制M.中国矿业大学出版社.2003.5贺礼雄.高应力大断面煤巷锚网（索）支护技术J.煤矿安全，2004（8）.6蔡路等.人工砂的研究与