張治軍 姚傳學

摘要：本文主要總結了大斷面復合支護巖巷炮掘快速掘進技術，包括支護技術、施工裝備、機具選擇，施工方法、工序及生產(chǎn)組織，輔助運輸?shù)拳h(huán)節(jié)。采用了CMJ17HT全液壓掘進鉆車打眼，適當加大鉆孔深度，加大循環(huán)進度（2.0m），提高勞動生產(chǎn)率。同時盡量實現(xiàn)平行作業(yè)，抓正規(guī)循環(huán)，加快施工速度。

關鍵詞：大斷面巖巷掘進技術

傳統(tǒng)巖巷掘進仍以鉆爆法為主，主要采用風鉆打眼，耙斗機裝巖出碴，機械化水平低，循環(huán)進尺上不去，施工速度慢，個別采用機械打眼的，雖然打眼速度快，循環(huán)進尺有所提高，但由于配套裝備不匹配，配套施工工藝水平低，工時利用不充分、單進水平低施工速度慢。因此，需高度重視巖巷快速掘進技術及配套施工工藝的研究，實現(xiàn)快速掘進。

1工程概況

三水平戊一下延采區(qū)是二水平戊二采區(qū)的接替采區(qū)，采區(qū)走向長度3500m，傾斜長度1000m，儲量1568萬噸，預計2014年10月投產(chǎn)，采區(qū)接替緊張。為此需要提高單進水平，加快采取開發(fā)進度，緩解采區(qū)接替緊張局面。

三水平戊一下延軌道下山全長1130m，坡度13-18.5度，布置在戊8煤層頂板15m左右的巖石中，圍巖多為砂質(zhì)泥巖，掘進斷面達22.6m2，凈斷面達18.7m2，采用錨網(wǎng)索噴、U36拱形棚等復合支護，工藝復雜。

該巷位于戊8煤層頂板中，為全巖掘進。按高瓦斯區(qū)域管理，預計工作面絕對瓦斯涌出量0.7m3/min。煤塵爆炸指數(shù)為36.06～44.14%，煤層為自燃煤層。

本區(qū)內(nèi)煤層比較穩(wěn)定，走向大致為北西西向，傾向為北北東向，形成單斜構造；煤層傾角5°～15°，上部及西部較緩，深部較陡。戊8煤層單獨分層，平均厚1.63m，均達到可采厚度。該采區(qū)主要充水因素為：頂板中砂巖水及老空區(qū)水。

2巷道支護形式

根據(jù)地應力現(xiàn)場測試與分析結果（一礦是以構造應力場為主導的地應力場，最大主應力與上覆巖層自重應力比值為1.37～2.03。最大主應力為近水平方向，地應力已屬于高地應力水平），設計上合理確定巷道層位，保證圍巖穩(wěn)定，并由此進行巷道支護設計，提高巷道服務年限。

臨時支護：錨網(wǎng)支護時采用戴帽玻璃鋼單體液壓支柱或直徑Φ140～160mm、長度2400～2600mm的圓木不少于兩根，架棚支護時采用兩根長度3.6m的工字鋼前探梁作臨時支護。

永久支護：軌道下山采用錨網(wǎng)噴+套棚（U36型鋼）+錨索+噴漿聯(lián)合支護（套棚支護滯后掌子頭不得超過20m）；躲避硐室采用錨網(wǎng)支護，并噴漿封閉圍巖。錨桿采用KMG600型、直徑20mm、長度2400mm，間排距700mm，錨索直徑22mm、長度7500mm、間排距1400×2100mm，架棚棚距600mm。

3施工方法

采用CHJ17HT液壓鉆車或鑿巖機打眼，工作面分次裝藥、分次起爆爆破施工，P-60B耙斗機出碴，斜巷提升出碴。采用“兩掘一噴”施工組織方式，先進行錨網(wǎng)噴，然后套U36棚，再打錨索后，最后噴漿成巷。

3.1施工方案

工作面采用P-60B、斗容0.6m3耙斗機將矸石裝入3噸礦車內(nèi)，采用90kW絞車提升，每次提一個3噸礦車，以滿足工作面生產(chǎn)的需要。

工作面采用YT-28型鑿巖機或CHJ17HT液壓鉆車打眼，煤礦許用毫秒延期電雷管起爆，選用煤礦許用乳化/水膠炸藥，工作面爆破采用分次裝藥，分次起爆的爆破方法爆破施工，放炮器采用礦用隔爆型放炮器起爆。

根據(jù)巷道的地質(zhì)條件及支護形式，錨網(wǎng)噴加錨索段采用“兩掘一噴”的支護方案施工；先進行錨網(wǎng)噴，然后再進行U36金支噴，再打錨索后，最后噴漿成巷。

若巷道壓力比較大，為了能讓巷道有一個卸壓的過程，掘進后先進行錨網(wǎng)支護，然后初噴，往前掘進后，再進行套棚，打錨索，最后噴漿封閉，耙斗機后套棚必須采取安全措施并嚴格執(zhí)行。錨桿施工要做到隨掘隨錨，施工過程中要嚴格控制最大控頂距，最大控頂距≯0.7m，噴漿控頂距不大于4.9m，即700mm加兩炮循環(huán)進尺。根據(jù)地質(zhì)條件及支護形式，采用“兩掘一噴”的支護方案。

3.2通風

采用兩臺2×30KW對旋風機做壓入式通風，其中一臺主風機，一臺副風機。

3.3排水

工作面積水經(jīng)工作面風泵排到耙斗機后的水箱內(nèi)，再由22kW單級泵把水箱內(nèi)水經(jīng)Φ108mm排水管排到軌道下延車場內(nèi)的排水溝內(nèi)，流到-517m石門水溝。當再變坡往下施工時，要在巷道的西幫做臨時泵窩，先把工作面積水經(jīng)工作面風泵排到耙斗機后的水箱內(nèi)，然后由再由22kW單級泵把水箱內(nèi)水排到臨時泵窩內(nèi)，再由D80-30x5或D80-30x9等多段泵把臨時泵窩內(nèi)水排到設備通道內(nèi)的排水溝內(nèi)，流到-517m石門水溝。要根據(jù)泵的實際情況，及時做泵窩，避免水排不上來。

3.4裝運

工作面采用P-60B、斗容0.6m3耙斗機將矸石裝入一個3噸礦車內(nèi)，經(jīng)90kW絞車提升到軌道下延車場內(nèi)，然后采用12噸電機車拉到-517井底車場。巷道內(nèi)距離上車場600m處設中部接力車場，實現(xiàn)接力提升運輸方式，該方式縮短將近一半提升時間，解決了運輸距離過長的出碴問題。為了減少職工體力消耗，在軌道下山巷道西幫安設了斜巷助行器，減少了輔助工作時間，提高了效率。

4施工方法

采用YT-28型鑿巖機打眼掘進或CHJ17HT液壓鉆車打眼掘進。該鉆車主要優(yōu)點：①利用雙臂鑿巖，鑿巖速度加快，工作效率較高，鑿巖施工速度可達0.8～2.0m/min，人員投入少，降低了人工勞動強度；②有先進的液壓系統(tǒng)，設有鑿巖機自動返回及防卡釬裝置，操作簡單方便，安全可靠；③機身體積小、結構緊湊、靈活機動、重心低，采用可靠的履帶行走方式，工作穩(wěn)定，爬坡能力強，可滿足對工作面、頂板、側(cè)幫及底板的全斷面鑿巖施工作業(yè)；④采用模塊式結構，拆裝維修方便，動力單一化，耗能低，低噪音，工作環(huán)境較好，能有效提高施工質(zhì)量和施工效率。

根據(jù)所選擇的施工方案采取三八制的作業(yè)方式。二個錨網(wǎng)掘進班，一個錨網(wǎng)噴漿班，另有一個套棚噴漿班平行作業(yè)。保證正規(guī)循環(huán)，加強工時利用，保證安全的前提下盡量安排平行作業(yè)。掘進工藝：打眼→裝藥連線→爆破通風→找凈幫頂活巖危矸→工作面臨時支護（打帶帽頂柱或架棚前，正確使用前探梁）→打錨桿眼注錨桿（或上梁剎頂）→刷幫掛網(wǎng)打錨桿（或挖柱窩、栽腿子、調(diào)背板、剎幫）。

爆破采用中深孔爆破，炮眼深度設計2.2-2.4m，循環(huán)進度控制在2.1m，炮眼利用率不低于90%，提高進尺效率。

5機電運輸系統(tǒng)及管理

機械設備的事故率對巖巷單進影響較大，員工的技術素質(zhì)、操作能力、維護保養(yǎng)能力對設備的開機率及正常運轉(zhuǎn)有密切關系，因此需要做好設備維護保養(yǎng)，降低故障率，充分發(fā)揮各種設備的機械效能，實現(xiàn)正規(guī)循環(huán)。

所有的機電設備每天必須指派專人檢查完好情況，機械設備必須按規(guī)定進行檢修注油。專職防爆員每天必須對井下所有的電器設備進行全面檢查，杜絕發(fā)生失爆現(xiàn)象。絞車安裝必須經(jīng)驗收，安裝合格方可使用，不合格嚴禁使用。絞車司機持證上崗，操作前應檢查絞車各部位的完好情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。每天派專人檢查絞車及鋼絲繩，發(fā)現(xiàn)隱患及時處理，當鋼絲繩斷絲或者磨損達到規(guī)程規(guī)定值時，應及時更換鋼絲繩。

6結論

通過采用液壓鉆車、深孔爆破、合理勞動組織、提高正規(guī)循環(huán)率，能夠?qū)崿F(xiàn)巖巷大斷面的安全快速掘進，實際施工中，月進尺達到了86m，同時解決了巖巷下山施工中的積水、通風、供電等問題。觀測數(shù)據(jù)顯示，巷道圍巖變形量得到了有效控制，僅局部巷道有輕微底鼓現(xiàn)象，取得了較好的效果。為巖巷單進總結了可供借鑒的經(jīng)驗。

參考文獻：

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作者簡介：

張治軍（1973-），男，河南洛陽人，學士學位，高級工程師，遼寧工程技術大學采礦工程專業(yè)畢業(yè)，長期從事礦井建設和技術管理工作。