不同圍巖條件下巷道施工的合理循環(huán)進(jìn)尺研究

黃振其

摘 要：掘進(jìn)巷道在煤礦開采中的作用和地位不言而喻，就好比山區(qū)的隧道工程對(duì)于全線貫通的意義。但是巷道的施工，往往會(huì)遇到不同的圍巖條件，需要在不同的圍巖條件下進(jìn)行施工，所以需要選擇合理的方法。文章探討了提高不同圍巖條件下的巷道施工合理循環(huán)進(jìn)尺思路。

關(guān)鍵詞：圍巖條件；巷道施工；煤炭開采；循環(huán)進(jìn)尺

中圖分類號(hào)：U455.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）5-0171-01

在煤礦開采過(guò)程中，巷道的掘進(jìn)占了大部分的工期。在巷道施工中，需保證掘進(jìn)進(jìn)度、質(zhì)量，為圍巖的穩(wěn)定和安全支護(hù)創(chuàng)造有利的條件。對(duì)不同的圍巖條件，在掘進(jìn)的斷面、鑿巖設(shè)備和人員技術(shù)程度等方面均相同的情況下，確定合理的炮眼深度與布眼方式，可以降低打眼工作量以及炸藥消耗量。同時(shí)，還可以提高炮眼利用率和施工進(jìn)度，使圍巖受到的擾動(dòng)最小，裝碴、支護(hù)等用時(shí)最少。

1 圍巖條件對(duì)炮眼深度的影響因素

在煤礦巷道施工中，掘進(jìn)受很多因素的影響，總的來(lái)說(shuō)主要包括：第一，圍巖條件；第二，掏槽方式，第三，火工品材料；第四，鉆眼質(zhì)量與深度；第五，裝藥量與裝藥結(jié)構(gòu)；第六，工程進(jìn)度與管理水平；等等。其中，炮眼深度對(duì)于循環(huán)鉆眼、裝碴工作量，以及循環(huán)時(shí)間、掘進(jìn)速度等起著決定性的作用。在軟弱圍巖當(dāng)中，由于巖體比較松散，裂隙的密度比較大等，此外，其整體性也比較差，物理力學(xué)差異大等，導(dǎo)致巷道的施工難度大。巷道開掘之后，由于圍巖的穩(wěn)定性差，爆破掘進(jìn)施工稍有差池，則可能造成大面積坍方，進(jìn)而給施工進(jìn)度與質(zhì)量造成較大影響，造成較大的工程損失。因此這就要求施工隊(duì)伍，必須根據(jù)不同圍巖條件，合理確定整體方案、確定鉆爆的參數(shù)。

一般情況下，在軟弱圍巖鉆爆開挖中，應(yīng)合理確定鉆爆參數(shù)，并通過(guò)一定量的試驗(yàn)，摸索鉆爆開挖的規(guī)律，制定可行性強(qiáng)的巷道開挖方案。即便是同一級(jí)別軟弱圍巖，如果巖性的條件發(fā)生變化，也應(yīng)該采取和確定針對(duì)性強(qiáng)的爆破參數(shù)，遵循“短進(jìn)尺、弱爆破、少擾動(dòng)”的掘進(jìn)原則，控制爆破裝藥量、規(guī)模，進(jìn)行安全支護(hù)，配備專業(yè)的監(jiān)控測(cè)量設(shè)備通過(guò)分析測(cè)得的數(shù)資，及時(shí)修正爆破、裝藥參數(shù)等，有效降低爆破開挖對(duì)圍巖的破壞。所以，在軟弱圍巖中，一般采用淺眼爆破，炮眼深度控制在0.8～1.5 m的范圍內(nèi)；嚴(yán)格控制一次爆裝藥量，降低爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng)。不過(guò)，對(duì)于比較堅(jiān)硬的圍巖，由其自穩(wěn)能力強(qiáng)，炮眼深則取決于施工的進(jìn)度、斷面大小和機(jī)械設(shè)備的能力等，此外，還需要考慮工人的技術(shù)熟練程度。所以，硬巖一般采用深眼爆破，以便取得綜合和規(guī)模效益。

2 不同圍巖條件下巷道施工合理循環(huán)進(jìn)尺的選擇

循環(huán)進(jìn)尺=炮眼深度×炮眼利用率。炮眼深度是指炮眼底到操作面的垂直高度，而沿著炮眼的深度叫炮眼長(zhǎng)度。在兩者中，炮眼深度的高低，對(duì)掘進(jìn)工序的時(shí)間，對(duì)爆破效果和掘進(jìn)速度都有著重要的影響，特別對(duì)掘進(jìn)循環(huán)次數(shù)起著決定性的作用。因此，為了提高掘進(jìn)速度，在提高機(jī)械化作業(yè)水平、改進(jìn)掘進(jìn)技術(shù)和提高施工組織水平的基礎(chǔ)上給下，還應(yīng)加大眼深深度，并增加循環(huán)的次數(shù)。

按照相關(guān)的煤礦巷道掘進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，一般采用深眼多循環(huán)掘進(jìn)方式，這樣可以使工時(shí)利用最大化，給鑿巖、裝碴提供更多時(shí)間，從而減少裝藥、通風(fēng)和準(zhǔn)備工作的耗時(shí)。但由于眼深和循環(huán)次數(shù)之間存在矛盾，所以，需要正確分析和處理兩者之間的關(guān)系。當(dāng)前，掘進(jìn)機(jī)械化程度、掘進(jìn)技術(shù)都得到改進(jìn)，當(dāng)達(dá)到要求的循環(huán)指標(biāo)之后，就應(yīng)合理控制循環(huán)的次數(shù)，增加眼深的深度。因此，合理確定循環(huán)進(jìn)尺，首先需要確定炮眼的深度。炮眼深度確定之后，根據(jù)施工組織的要求、設(shè)備能力和圍巖條件等進(jìn)行掘進(jìn)施工。

3 不同圍巖條件下合理循環(huán)進(jìn)尺研究

2012年1月至2013年12月期間，按照習(xí)慣性的做法，在我礦采取了盡可能通過(guò)提高鉆眼深度得到相對(duì)高的循環(huán)進(jìn)尺的做法并取得了相應(yīng)的效果。但是，根據(jù)對(duì)我礦巷道施工情況統(tǒng)計(jì)資料進(jìn)行分析，結(jié)果表明：隨著炮眼深度增加，單循環(huán)進(jìn)尺雖有一定的提高，可隨之而來(lái)的便是效果問(wèn)題，且循環(huán)時(shí)間也在很大程度上增加，掘進(jìn)速度不提反慢。由于殘眼的比較深、炮眼利用率低。同時(shí)，整體掘進(jìn)面的平整度也不高，造成每茬炮掏槽眼的布設(shè)都非常的困難，每茬炮都需一定的時(shí)間處理殘眼，安全性不高。

從2012年6月開始，我礦對(duì)炮眼深度的試驗(yàn)做了大量的研究工作，根據(jù)炮眼深度的不同，對(duì)第Ⅱ、Ⅲ和第Ⅳ類圍巖各擬定4個(gè)炮眼深度方案，技術(shù)人員隨之檢查，記錄客觀的爆破數(shù)據(jù)、循環(huán)工序時(shí)間等。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的整理和分析，整理出了該我礦巷道的爆破情況。

結(jié)果表明，對(duì)于不同的圍巖條件，在機(jī)械設(shè)備配置、運(yùn)輸方案等均相同的條件下，不同的炮眼深度，炮眼利用率和循環(huán)進(jìn)尺的區(qū)別比較明顯。這表明，隨著鉆眼深度的加深，循環(huán)進(jìn)尺并不一定升高，因此，不同的圍巖條件，應(yīng)選擇并確定合理的炮眼深度，這樣才可能得到較高的循環(huán)進(jìn)尺。

單單依靠增加打眼深度、增加炮眼數(shù)目，以及加大炸藥用量、延長(zhǎng)循環(huán)作業(yè)時(shí)間等方式，實(shí)踐證明，并不是獲得高炮眼利用率的最佳方式。對(duì)于不同的圍巖條件，即便機(jī)械設(shè)備配置、運(yùn)輸方案相同，炮眼深度也是不同的。所以，在煤礦巷道施工中，施工隊(duì)伍應(yīng)根據(jù)斷面尺寸、圍巖類別來(lái)確定具體的炮眼深度，從而獲得單位時(shí)間內(nèi)的最高進(jìn)尺，達(dá)到比較高的月進(jìn)度。相關(guān)的試驗(yàn)也表明，采用人工手持風(fēng)鉆打眼，機(jī)械裝碴時(shí)，煤礦巷道掘進(jìn)的Ⅱ類圍巖合理的炮眼深度是1.2 m，循環(huán)進(jìn)尺為1.15 m；Ⅲ類圍巖的炮眼深度是2.5 m，循環(huán)進(jìn)尺為2.2 m。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文主要探討了煤礦巷道施工合理循環(huán)進(jìn)尺，是一般性的原則，所以，在具體的巷道施工時(shí)，還應(yīng)該根據(jù)圍巖條件的不同、試爆情況合理調(diào)整炮眼深度、修正爆破的參數(shù)；此外，施工還需要考慮施工進(jìn)度、設(shè)備配置情況和運(yùn)輸方案等。包括一些輔助措施、工人的技術(shù)等。實(shí)踐表明，僅僅通過(guò)增加炮眼深度來(lái)提高進(jìn)尺、施工速度的做法不可行。最后，不管是什么巖性的巷道，都應(yīng)在推行光面爆破的基礎(chǔ)上，選擇合理的炮眼深度，尋求合理的循環(huán)進(jìn)尺。

參考文獻(xiàn)：

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