黎恒彥 張春娟 張春龍

摘 要：東灘煤礦在巖石巷道掘進(jìn)過程中，成功引進(jìn)使用履帶式液壓挖斗裝載機(jī)配合兩臺矸石倉出矸、排矸，并在爆破技術(shù)參數(shù)以及施工組織上進(jìn)行優(yōu)化，有效的提高了巖石巷道的掘進(jìn)速度。

關(guān)鍵詞：快速掘進(jìn)；裝載機(jī)；爆破參數(shù)；施工組織

前 言

煤炭在我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位，隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對煤炭的需求量不斷增加，因此將會建設(shè)新的礦井以及對原礦井進(jìn)行延拓改造，礦井開拓掘進(jìn)工程量相應(yīng)地會大幅度提高。然而當(dāng)前巖石巷道掘進(jìn)速度慢，將會嚴(yán)重影響礦井的正常生產(chǎn)接續(xù)。

巖石巷道掘進(jìn)施工作業(yè)普遍采用風(fēng)鉆打眼，分次起爆，挖斗式耙裝機(jī)裝巖，礦車運(yùn)輸排矸方式進(jìn)行作業(yè)，機(jī)械化程度低，限制了巷道掘進(jìn)單進(jìn)水平。為了提高巖石巷道掘進(jìn)速度，達(dá)到快速掘進(jìn)的目的，兗礦集團(tuán)東灘煤礦使用新型履帶式液壓挖斗裝載機(jī)配合兩臺矸石倉進(jìn)行出矸、排矸作業(yè)，并對爆破技術(shù)參數(shù)以及施工組織進(jìn)行優(yōu)化，有效的提高了巖石巷道的掘進(jìn)速度。

1 工程概況

東灘煤礦三采區(qū)軌道大巷為東灘煤礦一水平開拓巷道，以3‰坡度掘進(jìn)，設(shè)計(jì)為直墻半圓拱型斷面，凈斷面積為15.6m2，該巷道為穿層掘進(jìn)，主要巖石為泥質(zhì)砂巖，f=4～5，較松軟、破碎；鉆眼爆破法掘進(jìn)，裝載機(jī)配合兩臺搭接式矸石倉裝巖、排矸。采用錨網(wǎng)噴支護(hù)，錨桿規(guī)格為？準(zhǔn)20×2000mm的高強(qiáng)度全螺紋快速安裝螺帽樹脂錨桿，采用厚10mm鋼板壓成弧形托盤，鋼筋網(wǎng)為？準(zhǔn)6.5的鋼筋編織而成，規(guī)格為1760×1160mm的金屬網(wǎng)。噴射混凝土的標(biāo)號為C20，所用水泥標(biāo)號不低于32.5R。

2 新型裝巖設(shè)備的使用工藝

新型裝巖、排矸設(shè)備是由一個(gè)履帶式液壓挖斗裝載機(jī)以及兩臺搭接式矸石倉兩部分組成。裝載機(jī)先將迎頭的矸石采用挖斗配合裝載機(jī)刮板耙裝到第一節(jié)矸石倉內(nèi)，當(dāng)?shù)谝还?jié)矸石倉裝滿后，矸石倉司機(jī)啟動(dòng)矸石倉，再將矸石通過矸石倉內(nèi)部的刮板傳送到第二節(jié)矸石倉內(nèi)，最后矸石從第二節(jié)矸石倉的卸載點(diǎn)將矸石裝入礦車內(nèi)，由電機(jī)車運(yùn)出。這樣整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)了矸石的連續(xù)耙裝、運(yùn)輸一體化作業(yè)，將迎頭的的40多車矸石一次性耙裝干凈，避免了前移耙裝機(jī)、搞成巷，使裝巖、排矸機(jī)械設(shè)備發(fā)揮了最大效率。

裝載機(jī)行走部是采用履帶式，兩個(gè)行走部跨騎在軌道兩側(cè)，裝載機(jī)牽引著兩節(jié)矸石倉前進(jìn)、后退，矸石倉是輪式行走機(jī)構(gòu)，隨裝載機(jī)的牽引在軌道上移動(dòng)，使該設(shè)備實(shí)現(xiàn)一體進(jìn)退。

3 爆破方案優(yōu)化

巖石巷道掘進(jìn)工作面均采用鉆爆法施工，打眼的深度決定每一炮的進(jìn)尺，但是打眼的時(shí)間隨著炮眼深度的增加而增加，效率也會降低，如果炮眼過淺，進(jìn)尺就小，浪費(fèi)工效。為此采用中深孔光面爆破法，通過多次現(xiàn)場試驗(yàn)及現(xiàn)場寫實(shí)方案比較，最終確定了2.5m長釬子打眼，炮眼深度為2.3m，每一炮循環(huán)進(jìn)尺由原來的1.6m提高到2.1m。

為達(dá)到光面爆破的效果，我們減少了周邊眼眼距和抵抗，周邊眼使用小直徑炸藥，這樣光爆眼痕率達(dá)到了80%以上，有效的控制了巷道成型，提高了效率。在此基礎(chǔ)上試驗(yàn)了準(zhǔn)直式掏槽方式，該掏槽眼采用兩階段準(zhǔn)直眼掏槽方式，主要參數(shù)為外層槽眼的傾角為80～85°（斜眼掏槽的傾角為65～75°），一段起爆；中間加兩個(gè)直眼，在其下部裝藥，二段起爆。這種掏槽方式其優(yōu)越性主要體現(xiàn)在：炮眼少、槽腔大、易于操作，爆破效率高。配合使用高性能、數(shù)顯、聯(lián)鎖發(fā)爆器全斷面一次性起爆，減少了放炮時(shí)間，為安全、快速、高效掘進(jìn)奠定了基礎(chǔ)。

4 施工組織優(yōu)化

掘進(jìn)施工采用全斷面一次性成巷，“三八”制作業(yè)方式組織生產(chǎn)，工序安排上使迎頭集中力量掘進(jìn)，盡可能使工序平行作業(yè)，迎頭拱部錨網(wǎng)支護(hù)與后面出矸平行作業(yè)；打炮眼與后面出矸平行作業(yè)；幫部錨網(wǎng)與拱部噴漿平行作業(yè)。巖石巷道掘進(jìn)施工實(shí)行工序控制方法，將掘進(jìn)循環(huán)劃分成打眼、裝藥放炮、拱部錨網(wǎng)支護(hù)、拱部噴漿、倒迎頭矸子、兩幫錨網(wǎng)噴支護(hù)、幫部噴漿等七大工序，按照每班出勤的人數(shù)，分為迎頭工、后勤工兩大塊，這樣前后協(xié)調(diào)，在迎頭施工期間將管線的延接、釘?shù)?、通風(fēng)、砌水溝等工作完成。

在保證安全生產(chǎn)的條件下，盡量平行作業(yè)，提高工序的銜接性以及工時(shí)的利用率，同時(shí)把一些業(yè)務(wù)凈、技術(shù)過硬的人員調(diào)整到重點(diǎn)掘進(jìn)隊(duì)伍來，充實(shí)打眼、噴漿等關(guān)鍵崗位力量。使整個(gè)隊(duì)伍的人員素質(zhì)、結(jié)構(gòu)狀況、勞動(dòng)組織達(dá)到最佳狀況，確保職工的出勤率。按照當(dāng)班完成的實(shí)際工序計(jì)算工作量，遵循每班一個(gè)正規(guī)循環(huán)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行作業(yè)，量化考核工作量。

5 優(yōu)化支護(hù)參數(shù)、降低噴漿厚度

根據(jù)巷道圍巖條件及時(shí)調(diào)了整錨桿間排距，將中硬以上巖石原來800×800mm的錨桿間排距調(diào)整為1000×1000mm，在確保支護(hù)可靠性的前提下提高了實(shí)用性，降低了支護(hù)工作量和支護(hù)所花費(fèi)的時(shí)間，并節(jié)約了材料。要求頂部錨桿必須使用錨桿鉆機(jī)進(jìn)行打注，即提高了打眼的速度，又保證了錨桿的角度以及安裝質(zhì)量。

改變了以往對巖石巷道施工中噴漿的認(rèn)識，認(rèn)識到噴漿只是起到封閉圍巖的作用，大噴漿厚度支護(hù)并不一定牢固，改換了通過噴漿進(jìn)行巷道造型的思路，在優(yōu)化爆破參數(shù)，確保光爆成型質(zhì)量的前提下，將噴漿厚度由原來的150mm降低到80mm，進(jìn)而降低到50mm，并研究制定了相應(yīng)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，使得每完成一個(gè)循環(huán)的噴漿料由原來的5車降到3車，節(jié)約了噴漿材料消耗和噴漿所占用的時(shí)間。

6 結(jié) 論

（1）采用履帶式液壓挖斗裝載機(jī)牽引配合兩臺矸石倉裝巖排矸，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)排矸，能把一次爆破產(chǎn)生的矸石出凈，該裝巖排矸方式一次用時(shí)需約40min，與使用普通挖斗式耙裝機(jī)倒矸時(shí)間每次少用20min，大大提高了人工效率，緩解了車皮供應(yīng)不及時(shí)對迎頭掘進(jìn)的影響。采用這種裝巖排矸方式，可以避免掘進(jìn)一定長度后停止掘進(jìn)，集中出矸、平底板、釘?shù)馈⒁七M(jìn)耙裝機(jī)搞成巷的現(xiàn)象，做到了真正意義上的一次成巷，增加了掘進(jìn)作業(yè)時(shí)間，提高了掘進(jìn)單進(jìn)。

（2）堅(jiān)持引入新的施工理念，通過優(yōu)化施工組織、優(yōu)化爆破參數(shù)、優(yōu)化支護(hù)參數(shù)、降低噴漿厚度，確保充分發(fā)揮大斷面水平巖巷快速施工裝備的優(yōu)勢。

（3）東灘煤礦三采區(qū)軌道大巷通過水平大斷面巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用以來，掘進(jìn)工作面單進(jìn)大幅度提高，單月平均掘進(jìn)進(jìn)尺150m，其中最高單月掘進(jìn)202m，真正意義上實(shí)現(xiàn)了巖石巷道快速掘進(jìn)。

作者簡介：黎恒彥（1982-），男，陜西乾縣人，助理工程師，學(xué)士。