岩平巷机械化施工配套技术

岩平巷机械化施工配套技术 任宝财 赵树荣 摘要 探讨在较为充裕的供车环境下 岩平巷钻车侧卸机械化作业线 采用 三 八 制作业方式 三掘三喷 综合班交叉平行施工 中深孔光面爆破一 次成巷等施工技术 引入皮带装载机等先进的施工配套设备 充分发挥设备效 能 建设月进 100 米高标准岩平巷配套设备及组织施工的作业方案 关键词 岩平巷 机械化施工 高效高速 作业方案 1 前言 岩平巷机械化作业线 设备完整配套 循环安排 一次成巷和规范施工等 各方面存在很多管理和技术问题 始终维持在较低的进尺水平 75 85 米 和 管理水平 主体合格 上 机械设备贡献率较低 不能满足安全高效高速的要 求 开滦钱家营矿业公司岩平巷施工有三条钻车线 2002 年度始终单进在 80 米左右 2 目前设备的现状 2 1 设备配套情况 钻车侧卸机械化作业线设备一览表 设备名称设备型号数量备注 履带式双臂液压钻车 CTH 10 2F1 张家口煤矿机械厂 履带式侧卸装岩机 ZC 31 浙江小浦煤矿机厂 窄轨蓄电池机车 CXT 8A2 抚顺蓄电池机车厂 混凝土喷浆机转子 型 1 河南康达机械厂 激光指向仪 BJZY 11 徐州测量设备厂 2 2 设备及配套中的问题 钻车侧卸作业线中 宣化采掘机械厂出产的 CTH 10 2F 型凿岩台车 由于液 压锤头的滑道长度只有 2 3 米 这就限制了中深孔光面爆破的打眼深度 2 2 米 无法实现 2 5 米左右的中深孔爆破 侧卸装岩机装岩时 一次装岩串车 8 辆 按每循环进尺 1 6 米计算 爆破 一个循环平均出渣 38 车 一般每车需要装 3 铲 必须往返 3 8 24 次 每班侧 卸装岩机完成装车运输距离约 4500 米 如果侧卸司机一般熟练程度应该是 4800 米 如下图所示 出岩串车示意图 电机车矿车 2345678 侧卸运行路程 L L 2 n m S l s 2 3 8 5 1 2 4 2 5 5 4320 m 式中 L 是指每中深孔循环侧卸用于装车往返的路程 m 2 是指侧卸往返 n 是指装满一辆矿车装铲次数 一般 3 次 m 是指一列串车辆数 取 8 辆 是指每 2 米中深孔爆破循环出岩串车列数 S 是指一列串车中间的一辆矿车到第一辆矿车的车数 取 4 辆 s 是指一列串车中的第八辆矿车到工作面的平均距离 取 5 米 是指装满一辆矿车侧卸位置调整系数 侧卸司机一般操作取 1 2 l 是指一辆矿车长度 m 侧卸每循环装岩工序所用时间 T T n m t1 t2 t3 t4 t5 5 1 2 3 8 20 4 2 16 240 7210 秒 约 122 分钟 式中 n m 同上式 T 是指每中深孔循环侧卸用于装岩工序的时间 秒 t1 是指每装车一铲侧卸运行所用时间 取加权平均值 秒 取 20 秒 t2 是指每装车一铲侧卸装车所用时间 取 4 秒 t3 是指每卸车一铲侧卸卸车所用时间 取 2 秒 t4 是指每卸车一铲侧卸运行所用时间 取加权平均值 秒 取 16 秒 t5 电机车调运一列车的时间 一般为 4 分钟左右 采用皮带装载机时 侧卸每循环出岩运行距离为 2 n m s 1500 米 侧卸少运行每循 环少运行 4320 1500 2820 米的路程 侧卸每循环出岩时间为 n m t1 t2 t3 t4 t5 5 1 2 3 8 10 4 2 6 240 2785 秒 47 分钟 侧卸每循环出岩工序时间 t v 47 15 62 分钟 节约时间一个小时 式中 t 侧卸每循环出岩时间 v 皮带装载机进入和退出等需要的时间 取 15 分钟 这就是说 一年每条钻车侧卸作业线按年进尺 850 米计算 侧卸装岩机一 年内要用于装车多走 1393 公里 如果年进尺达到 1200 米 则侧卸装岩机一年 内要多走 2400 公里的路程 结果是侧卸的大链磨损严重 寿命也大大缩短 2002 年度钻车侧卸作业线共进尺 3050 米 共消耗侧卸大链 20 条 平均消耗每 条 150m 1993 年我公司开拓一队曾在 600 西轨道大巷的施工中使用过皮带转 载机 一次可以装容 6 辆矿车 由于临时轨道 18kg m 质量差 一次装车数 量不足 8 辆的原因试用不到半年后停止使用 3 施工工艺上的不足 3 1 施工组织 钻车侧卸机械化作业线的 作业方式 一直采用 两掘一喷 的 三八 制 循 环安排班后炮 八小时内的近三分之一的时间首先用于出渣 侧卸装岩时间长 大部分循环在 1 7 米及以下 主要以短段掘支单行作业 钻车打眼快速的效 能受到限制 支护班喷射混凝土 先进行工作面两个掘进循环临时支护 腮以上喷 30mm 在进行工作面后 20 米地点左右的永久支护 这就客观上造成了掘进的规格和质 量不能符合光面爆破的要求 领钎工和打眼工不能按照爆破循环图表的规定操 作 操作上有很大的随意性 另外 虽然在永久支护前也照中平线控制喷浆范 围和厚度 但由于掘进荒断面凸凹不规则 没有控制模具 支护后的永久支护 成型差 达不到优良品的技术指标 喷射工操作靠感觉 没有可靠的依据 入 料方式也以料车内加水泥粗伴直接入料为主 搅拌不均 入料不匀 回弹率大 粉尘率高 轨道和水沟两项分部工程的施工也存在操作不规范和施工标准低等问题 永久轨道和永久水沟滞后工作面往往在 100 米以上甚至更远 永久水沟的施工 由于工作面掘进不带水沟眼 还需要再次放炮 影响运输 行人和通风 永久 水沟模具质量差 施工人员质量意识不强 造成了水沟宽窄不一 深浅不等以 及中线不直 平线不顺 影响质量等级和流水效果 而临时轨道的铺设随意性 大 高低不平 不直不顺 降低辅助运输效率和运输安全性 临时水沟清卧不 及时 离工作面 40 米以上 加之侧卸多次往返碾压增加很多的淤泥 不仅牵涉 工力不断清理 还严重影响文明生产 4 设备配套系统化 除了现有配套的钻车 侧卸外 引入装岩皮带转载机 喷浆机器人和岩粉 捕尘器等新设备 使工序简单化 操作规范化 达到施工机械配套系统化 4 1 皮带转载机 为提高现有设备钻车和侧卸的效能发挥最大化 引入配套新设备皮带转载 机 6 辆矿车的容量 皮带转载作用主要是减少侧卸装岩机不必要的往返 从 而提高装岩效率 延长装岩设备寿命 达到缩短装岩工序时间和实现工作面文 明生产降低岩米成本 提高成巷单进的目的 将工作面临时轨道由原来的 24Kg m 轻轨改为 43Kg m 的重轨 临时轨道的 铺设严格按永久轨道的标准施工 不含道床 改善皮带转载机的使用条件和环 境 4 2 岩粉捕尘器 按规定 岩巷喷浆作业都必须按设岩粉捕尘器 降低喷浆 作业环境 喷浆机和喷浆机器人 的粉尘浓度 达到 2mg m3 的规程规定的粉尘 浓度以下 减少员工尘肺病发生率 5 施工工艺和施工方法的优化 5 1 施工组织安排选择 5 1 1 方案 一 目前采用的 CTH 10 2F 型钻车最大打眼深度为 2 2 米 采用循环眼深 2 米的中深孔光面爆破 现有的作业方式可行 三八 制 两 掘一喷 作业方式 掘进班循环眼深 2 米 采用先掏槽 代底眼及水沟眼 后 修边的分次爆破法 确保掘进规格质量和循环进度不低于 1 9 米 月进度 循环眼深 炮眼利用率 日循环个数 月工作天数 正规循环率 2 0 93 2 30 90 100 4 米 中深孔光面爆破 两掘一喷 劳动组织 班长 1 班长 1 领钎工 1 喷射手 2 钻装司机 2 上料工 3 电机车司机 2 拌料工 1 跟车工 2 电机车司机 2 机电维修工 2 跟车工 2 其它 3 机电维护工 2 合计当班出勤人数 13 人 喷浆 班 合计当班出勤人数 13 人 掘进 班 队长 1 材料 1 砌水沟 3 钻车侧卸维修 2 修永久轨道 5 全队在册人数 60 人 5 1 2 方案 二 采用皮带装载机后 装岩效率的提高 掘进每个循环完全可 以在 6 小时内完成 钻车打眼加 2 小时共计每班有近 4 个小时的喷浆时间 89 97 年 九年的生产实践证明 采用 三掘三喷 的作业方式更有利于发 挥钻车打眼和侧卸配合皮带转载机械化作业的设备效能 月进度 循环眼深 炮眼利用率 日循环个数 月工作天数 正规循环率 1 7 90 3 30 85 117 3 米 这种作业方式在钻车打眼过程中与喷浆工序交叉平行作业 如果人员可以 调整 将 三八 制综合掘进班改为 四六 制 三掘一喷 更为合理 5 2 施工工艺和施工方法的优化 5 2 1 爆破掘进 采用 2 米深的中深孔光面爆破 先掏槽 后修边分次爆破施工 加强掏槽 效果提高炮眼利用率 光爆成型 工序安排上掘进班先掘进 爆破 避免班后 爆破造成爆破质量低 安全隐患暴露时间长的缺点 5 2 2 装岩 采用皮带装载机配合侧卸装岩 由蓄电机车牵引 6 辆矿车组成的串车组顶 入皮带转载机下 逐个调整矿车位置后由转载机分别装载 侧卸的活动在工作 面至转载机头转载斗之间 既减少侧卸往返行程设备磨损小又可以节省电缆看 守工且安全性大 还便于提高矿车的装满系数 10 由原来的 0 85 提高到 0 95 5 2 3 巷道支护 锚喷支护的锚杆掘进过程中完成后 喷浆工序紧跟工作面 三掘三喷 是增加临时喷浆工序 永久喷浆工序可以滞后 20 米左右的距离以便于打眼工 序平行作业 喷浆前支好按拆方便的直径 22mm 特制的两道模具 模具间设好 3 5 个拉杆 永久支护严格按照成巷轮廓线一次完成 既有利于安全管理又客 观上规范打眼工的操作符合作业规程中爆破图表的规定 确保掘进规格质量 喷浆材料 水泥 陶粒 1 4 在后路材料场提前 2 个小时均匀搅拌加水闷湿 由特制的材料车 容量约为 6 立方米 旧人车改制 运到喷浆机旁使用 一般每个 喷浆班需要两车材料 喷浆完成后清理干净 5 2 4 水沟 临时水沟由掘进班随工作面推进及时清卧保证流水通畅 距工作面不大于 15 米 掘砌永久水沟的人员随上喷浆班 喷浆前在喷浆部位铺好旧风筒布收集回 弹浇筑水沟 水沟的模板采用 4 米长的 10 槽钢制成 每套 12 根 浇注前看好中 平线使用不小于直径 16mm 的圆钢方支撑每米 1 道稳牢后浇注 5 2 5 轨道 临时轨道采用 43Kg m 重轨铺设 轨面低于设计值 50mm 下好直拉板和轨 枕 严格按永久轨道的方向和坡度施工 由本队轨道修理工在喷浆班铺设好 临时 轨道距工作面距离不大于 15 米 永久轨道的铺设在工作面后 100 米左右进行 轨道修理工严格按设计和质 量要求施工 5 2 6 其它 指导施工的施工牌板的大小 材料统一制作 吊挂在距工作面 150 250 米左 右的位置 每月随工作面往前倒 图板的内容由计算机绘制打印 图板的吊挂必 须平直顺线 图板区设置不少于 10 人的座椅并设置足够的照明灯 风水管路及电缆风筒等吊挂平直 一律按中平线定位打好吊挂眼 吊挂的形 式和方法必须由区技术员设计好后按图纸施工 各种管路积尘定期冲洗 巷道正顶设置照明灯 按设计布设 一般取 5 米间距一盏 两帮墙 高度 1 2 米 画好平线后统一用大白粉刷白 6 经济和社会效益分析 经济技术指标对比 以净断面 12 7 平方米计算 技术指标项目钻车侧卸 三掘三喷 钻车侧卸装载机 两掘一喷 钻车侧卸装载机 三掘三喷 每循环进尺1 5 米1 9 米1 7 米 人均年工效率12 6 米 工 年20 2 米 工 年17 1 米 工 年 每循环出岩时间122 分钟77 分钟62 分钟 每循环侧卸行程4500 米1900 米1500 米 每米出岩费用183 元 米151 元 米138 元 米 年度进尺850 米1200 米1400 米 作业线在册人数65 人60 人82 人 一次成巷合格 不含永久轨 优良 含分部工程 优良 含分部工程 正规循环率 85 93 90 侧卸使用寿命500 米1200 米1200 米 7 结论 采用钻车侧卸转载机机械化岩平巷作业线 不仅施工机