煤礦下山巷道掘進(jìn)技術(shù)的研究

摘 要：煤礦下山掘進(jìn)中通常會(huì)出現(xiàn)裝載困難、巷道內(nèi)各處的涌水容易積存到工作面以及礦車運(yùn)輸過程極易出現(xiàn)因牽引裝置的滑落或斷繩引起跑車事故，為了確保工程的順利實(shí)施，本文以山東省兗礦集團(tuán)南屯煤礦的具體施工為研究對(duì)象，本文通過對(duì)防止跑車的安全措施、做好排水工作、運(yùn)輸手段、爆破參數(shù)等部分的一系列改造，得出高效、安全施工作業(yè)的具體方法。

關(guān)鍵詞：下山巷道掘進(jìn) 爆破參數(shù) 設(shè)備配置 運(yùn)輸手段

中圖分類號(hào)：TD4221 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）06（c）-0075-01

隨著業(yè)務(wù)范圍的不斷擴(kuò)大，我國的采礦業(yè)在最近的幾年里得到了飛速的發(fā)展，為了適應(yīng)各種復(fù)雜工況以及連續(xù)作業(yè)的實(shí)際需求，適當(dāng)?shù)奶岣呔蜻M(jìn)速度與效果已經(jīng)成為掘進(jìn)隊(duì)伍所亟待解決的一大問題，由于技術(shù)水平落后、設(shè)備沒有及時(shí)的更新?lián)Q代、對(duì)不同工作環(huán)境無法及時(shí)適應(yīng)等原因，該工程隊(duì)在煤礦下山巷道的施工過程中，始終無法達(dá)到預(yù)期的效果，為盡快實(shí)現(xiàn)施工隊(duì)伍的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)變，本文通過對(duì)防止跑車的安全措施、做好排水工作、運(yùn)輸手段、爆破參數(shù)等部分的一系列改造，為其進(jìn)行華麗轉(zhuǎn)型，提供必要的研究與探討。

1 工程情況介紹

1.1 巷道施工過程中的基本特征

十三采區(qū)矸石皮帶巷下軌道的下山工程總量為1350 m。傾斜角為13°，直墻半圓拱斷面，巷道凈高為3400 mm，寬4000 mm，凈斷面積為10.98 m2，掘進(jìn)斷面積為11.73 m2，錨索有錨梁網(wǎng)噴進(jìn)行配合支護(hù)，噴長度為 1.95 m，半徑為10 mm，厚度為53～87 mm，采用Ф20×1800 mmKMG400左旋無縱筋螺紋鋼等強(qiáng)錨桿，錨索Ф22×5500 mm，長度為6 m的鋼絞線，錨桿的排間距設(shè)定在750 mm×750 mm，錨索的排間距為1900 mm×1900 mm，金屬網(wǎng)的金屬梁由半徑控制在6的鋼筋焊接構(gòu)成，屬于2350 mm×2350 m的規(guī)格，鋼絲網(wǎng)的長×寬=1100 mm×8500 mm，錨固劑為CK2860型樹脂錨固劑，皮帶為SSJ-800膠帶。

1.2 生產(chǎn)情況簡介

施工的組織管理方法、爆破參數(shù)、運(yùn)載形式以及設(shè)備落后等原因嚴(yán)重阻礙了礦巖巷施工過程中光面爆破錨噴法的施工效果以及經(jīng)濟(jì)指數(shù)。

該軌道下山施工所存在的障礙：（1）該礦下軌道下山需要進(jìn)行13°的掘進(jìn)，然而巷道十分復(fù)雜、多樣的施工環(huán)境導(dǎo)致掘進(jìn)過程中泥巖與炭質(zhì)泥巖十分容易離層，底板出水嚴(yán)重的情況大致工人們?cè)谑┕み^程中不得不穿上防雨衣才能應(yīng)對(duì)惡劣的施工環(huán)境。這就一定程度上影響了施工的進(jìn)度甚至施工人員的工作情緒，以至于施工過程中巷道掘進(jìn)工作面因積水嚴(yán)重，而造成迎頭打眼放炮工作無法如期進(jìn)行。（2）掘進(jìn)施工過程中巷道的爆破水平相對(duì)較差，成形無法滿足預(yù)定目標(biāo)，導(dǎo)致無法進(jìn)行一次性成巷、二次排底工作。（3）施工效率低下。由于無法進(jìn)行平行掘進(jìn)作業(yè)，施工過程中的實(shí)際效率僅維持在每月60 m的范圍。（4）施工設(shè)備落后。該礦二水平北一壓風(fēng)量無法滿足迎頭作業(yè)的實(shí)際需求，只能一次出一車矸石，且承重量僅為55 kw。

2 下山巷道掘進(jìn)技術(shù)的優(yōu)化改進(jìn)措施

鑒于工期安排較緊的現(xiàn)實(shí)，為盡可能地保證各項(xiàng)施工的順利開展，預(yù)定將下山巷道掘進(jìn)技術(shù)在9 h之內(nèi)進(jìn)行一次正規(guī)、徹底的掘進(jìn)循環(huán)。此過程中，要保障相關(guān)設(shè)備在施工現(xiàn)場(chǎng)能夠安全運(yùn)作的前提下，提高掘進(jìn)效率并且顯著降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。為實(shí)現(xiàn)預(yù)定目標(biāo)，在改進(jìn)、優(yōu)化過程中，該礦具體著眼于以下幾個(gè)方面。

2.1 防止跑車的安全措施

（1）采用安全繩法。提升鋼絲繩的尾部鉤頭以上聯(lián)結(jié)一根環(huán)形的鋼絲繩（安全繩）。提升時(shí)把安全繩套在礦車上，以免脫鉤跑車。

（2）使用擋車器進(jìn)行防護(hù)。重型鋼軌彎制成的擋車器，實(shí)際上是一種能夠架在巷道左右兩側(cè)橫梁上的擋桿，該防護(hù)欄的一大優(yōu)勢(shì)便在于能夠沿著梁壁回轉(zhuǎn)，安裝在橫梁兩側(cè)可以實(shí)現(xiàn)自由伸縮的套管在情況各異的巷道內(nèi)均可以方便使用。具體工作流程如下：在進(jìn)行礦車提升時(shí)，礦車直接將擋桿帶起，一旦礦車順利通過，擋車器便會(huì)因?yàn)樽灾囟淙珙A(yù)訂軌道上，放置出現(xiàn)跑車現(xiàn)象。

2.2 排水工作作為重中之重應(yīng)高質(zhì)量完成

在進(jìn)行下山巷道掘進(jìn)過程中，工作面大范圍的出現(xiàn)積水除卻為施工的正常開展增添許多不必要的輔助工作，還會(huì)因?yàn)閻毫拥墓r環(huán)境，為保證施工質(zhì)量帶來很大的困難。因此，在處理排水過程中，必須增強(qiáng)思想認(rèn)識(shí)，將其作為重中之重予以落實(shí)、完成。第一步，要確保下山聯(lián)絡(luò)巷道向下山的滲水被切實(shí)堵絕。使用堵、排的方法實(shí)現(xiàn)巷道頂?shù)装?、工作面加固處理。?duì)于涌水量小于5 m3/h的情況，利用礦車以及箕斗隨矸石直接排出水流。超過此指標(biāo)的情況，就應(yīng)該通過在工作面以上安裝水泵、鋪設(shè)管路的方法進(jìn)行排水。

2.3 對(duì)出矸系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化改進(jìn)

通過選用“迎頭耙矸機(jī)→皮帶機(jī)→梭車→礦車→電機(jī)車”的出矸方式，進(jìn)行全程的機(jī)械化運(yùn)作，完成矸石利用迎頭耙矸機(jī)順利的裝載到75 kw的皮帶機(jī)內(nèi)，并經(jīng)此進(jìn)入梭車傳送到礦車中，最后由電機(jī)車完成傳輸任務(wù)，經(jīng)過改良后的傳輸系統(tǒng)不僅更加的高效、簡便，而且能保證車皮在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行周轉(zhuǎn)，提高出矸效率。同時(shí)，該系統(tǒng)的改進(jìn)還能夠有效地保障運(yùn)輸安全，對(duì)于提高排矸能力也做出了極大的貢獻(xiàn)。梭車的有效參與，更是將以往施工過程中較多的矸石影響施工進(jìn)度的問題及時(shí)解決。

2.4 對(duì)爆破工藝進(jìn)行優(yōu)化改良

（1）在進(jìn)行打眼作業(yè)過程中，要根據(jù)具體的施工情況，與迎頭打眼處放置3部風(fēng)鉆，科學(xué)規(guī)劃鑿巖機(jī)的位置放置，同時(shí)定眼位、定人、定鉆，將迎頭炮眼劃分為四個(gè)區(qū)域，打眼工對(duì)眼位要進(jìn)行固定，并根據(jù)實(shí)際的爆破效果做出所打炮眼的深度、角度判定，通過及時(shí)的回饋，完成爆破效率的提高。（2）為提高巖巷掘進(jìn)的進(jìn)度，要適當(dāng)運(yùn)用深孔爆破技術(shù)加深炮眼的深度，通過爆破巖石量的增加，為打眼裝巖的輔助時(shí)間進(jìn)行有效壓縮，提高整體的掘進(jìn)效率。（3）為確保掏槽的有效深度能夠被加深加大，可以利用雙階楔型掏槽，掏槽眼與中間眼相比要淺200～300 mm，裝2支藥卷，余下的長度使用粘土炮泥以及水炮泥進(jìn)行封堵，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步拋出存在于掏槽的殘余巖石。

3 結(jié)論

煤礦下山巷道的掘進(jìn)是一項(xiàng)十分重要、艱巨的系統(tǒng)工程，為確保高效、快速的完成掘進(jìn)工作，施工單位應(yīng)當(dāng)積極改良施工方法與施工技術(shù)，通過多重防護(hù)措施的有效組合與運(yùn)用，在具體的施工過程中，效果是十分明顯的。

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