招賢礦大斷面斜井井筒風(fēng)化基巖段快速施工技術(shù)

陳志文 李金斗

【摘 要】近年來(lái)，寶雞招賢煤礦主井屬大斷面、大坡度斜井。目前施工的風(fēng)化基巖段為河流相沉積。泥質(zhì)膠結(jié)大塊礫石且膠結(jié)差、工作面淋水大經(jīng)常出現(xiàn)小型冒頂。巷道采取錨網(wǎng)索噴架棚支護(hù)，施工中選取合理的爆破參數(shù)、優(yōu)化施工方案和勞動(dòng)組織，縮短了每循環(huán)時(shí)間，成功通過(guò)了風(fēng)化基巖段，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】斜井 軟巖 架棚 快速施工

隨著礦井集中化、大型化、機(jī)械化和自動(dòng)化程度的不斷提高，要求發(fā)展連續(xù)運(yùn)輸工藝，增大提升能力。國(guó)內(nèi)外許多新建和改擴(kuò)建的礦井，包括開(kāi)采深度較深的大型礦井，都趨向于采用斜井開(kāi)拓方式或斜井—立井綜合開(kāi)拓方式。所以提高斜井施工速度發(fā)展斜井施工技術(shù)對(duì)加速礦井建設(shè)，縮短礦山建設(shè)周期，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。招賢礦主斜井風(fēng)化基巖段在錨網(wǎng)索噴架棚支護(hù)下平均月進(jìn)尺95m，對(duì)斜井快速施工學(xué)習(xí)具有重大參考意義。

1 招賢礦工程概況及支護(hù)設(shè)計(jì)

1.1 工程概況

招賢煤礦主斜井井筒設(shè)計(jì)斜長(zhǎng)1288m，井筒每隔40m設(shè)一個(gè)躲避硐室，共31個(gè)躲避硐室，長(zhǎng)度2m。傾角：α=-16°，掘進(jìn)斷面26.1 m2，凈斷面18.9 m2，直墻半圓拱，錨網(wǎng)索噴架棚（29U型棚）支護(hù)，噴射混凝土強(qiáng)度為C20。建成后擔(dān)負(fù)2.40Mt礦石的提升。

1.2 地質(zhì)情況

地下主要含水層有三層，一是白堊系洛河～宜君組中粗粒碎屑巖含水巖組，為井田內(nèi)基巖中富水性不均一的弱含水巖組。二是直羅組底部含水巖組，含水巖組富水性微弱。三是延安組第二段底部砂巖含水巖組，含水性極弱；井巷圍巖主要為各粒級(jí)砂礫巖，屬層狀沉積巖類(lèi)。

1.3 巷道支護(hù)方式選擇

風(fēng)化基巖區(qū)域巷道的支護(hù)存在諸多不確定因素，巖石本身具有的應(yīng)力松弛特性，巖體整體膠結(jié)差、裂隙發(fā)育，圍巖遇風(fēng)遇水易風(fēng)化，三方面原因使錨桿、錨索的錨固力在達(dá)到峰值以后將隨時(shí)間推移快速降低，因此，經(jīng)典的錨網(wǎng)噴支護(hù)并不適用于招賢礦主斜井的支護(hù)。為保證主斜井施工質(zhì)量，采用架設(shè)29U型棚配合錨網(wǎng)索噴施工。

2 作業(yè)方式和機(jī)械化配套設(shè)備

2.1 作業(yè)方式

施工采用多班組滾班、前后平行制作業(yè)（掘進(jìn)、錨網(wǎng)索架棚與噴漿成巷平行作業(yè)）方式，全斷面掘進(jìn)，中深孔爆破，小型挖機(jī)配合皮帶出矸、裝巖。專(zhuān)業(yè)化的班組在實(shí)際中能提高效率，我們?cè)谑┕ぶ胁捎脤?zhuān)業(yè)鑿巖爆破班能確保循環(huán)進(jìn)尺達(dá)到1.8m以上。專(zhuān)業(yè)的架棚班組在施工中能提高架棚質(zhì)量，數(shù)次得到建設(shè)方及監(jiān)理方的好評(píng)。

2.2 機(jī)械化配套裝備

井筒出矸采用皮帶為主，提升為90kw絞車(chē)配合兩個(gè)1.5m3礦車(chē)。裝巖采用CX55B型小型挖掘機(jī)；打眼支護(hù)采用YT-28型風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)、MQT-120錨索機(jī)，排水采用DQS-50/150/45、DQS-50/170/55型電泵配合FWTB70-160型風(fēng)泵，巷道布置兩臺(tái)激光一臺(tái)指示中線，一臺(tái)指示腰線。

3 施工方法

施工采用多班組專(zhuān)業(yè)滾班作業(yè)方式。即：

（1）第一班：交接班（施工準(zhǔn)備）→安全檢查→觀測(cè)中腰線→畫(huà)迎頭輪廓線、點(diǎn)眼→打眼、打幫部錨桿、鎖腿錨桿、掃眼→瓦檢→裝藥聯(lián)線→瓦檢→爆破→瓦檢。（2）第二班：敲幫問(wèn)頂、找凈活矸危巖→進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)（前移前探梁或帶帽點(diǎn)柱）→打錨桿、錨索、掛網(wǎng)→架設(shè)棚梁→出矸→刷幫成形→架設(shè)棚腿→初噴→進(jìn)行下一循環(huán)。每一個(gè)循環(huán)由兩個(gè)班配合而成，一天兩個(gè)循環(huán)。（3）掛內(nèi)層網(wǎng)、復(fù)噴為掘進(jìn)、支護(hù)架棚的平行工序。

4 主要工序

（1）打眼放炮；采用YT-28型獨(dú)立回轉(zhuǎn)式鑿眼機(jī)人工鉆眼，工作面共布置8臺(tái)，6臺(tái)用于工作面鉆炮眼，2臺(tái)打兩幫錨桿。鉆眼時(shí)利用自行設(shè)計(jì)制造的簡(jiǎn)易腳手架，將工作面分成上下兩層，以利于巷道上下分兩個(gè)區(qū)間布置多臺(tái)風(fēng)鉆同時(shí)作業(yè)，并實(shí)行定人、定鉆、定位、定數(shù)量的打眼責(zé)任制，使有限的空間得到充分利用，以提高打眼效率。（2）裝巖、提升；裝巖采用小型挖掘機(jī)，挖掘機(jī)將矸石直接裝入皮帶機(jī)尾，由皮帶提升至地面渣坑后，裝載機(jī)再將矸石裝入排矸車(chē)，運(yùn)送至排矸場(chǎng)，采用雙提升方式，皮帶負(fù)責(zé)出矸，小絞車(chē)負(fù)責(zé)運(yùn)送物料。（3）為加快進(jìn)尺，確保正規(guī)循環(huán)，將支護(hù)分為前后兩次，前后平行作業(yè)。

5 治水

由于主斜井井筒出水量不是特別大，采用截水槽、移動(dòng)水箱配合躲避硐室、臨時(shí)水倉(cāng)即可滿足施工需求。

5.1 排水

工作面布置1～2臺(tái)FWTB70-160風(fēng)泵可將工作面臨時(shí)積水排至移動(dòng)水箱，臨時(shí)水箱里布置一臺(tái)DQS-50/150/45電泵，將水排至躲避硐室（內(nèi)含水坑），臨時(shí)水倉(cāng)前的各躲避硐室使用風(fēng)泵接力排水，直至排到臨時(shí)水倉(cāng)，各臨時(shí)水倉(cāng)內(nèi)（每隔350m施工一個(gè)）均布置兩臺(tái)DQS-50/170/55電泵，靠近地面的臨時(shí)水倉(cāng)直接將水排至地面。移動(dòng)水箱（B×L×H=1.5m×1.5m×1.5m）跟著工作面掘進(jìn)不斷前移，確保能及時(shí)排水。

5.2 截水

進(jìn)入含水層以后，臨時(shí)水倉(cāng)前每個(gè)安裝排水泵的躲避硐室，挖設(shè)橫向截水槽，截水槽深400mm寬200mm，確保能將底板的流水充分截入躲避硐室，減輕工作面排水壓力。為配合施工需要及電泵揚(yáng)程每隔350m（斜長(zhǎng)）施工一個(gè)臨時(shí)水倉(cāng)。臨時(shí)水倉(cāng)排水坑為B×L×H=4m×4m×2m，臨時(shí)水倉(cāng)之間使用電泵集中排水。

6 施工組織管理

采用多班組專(zhuān)業(yè)滾班作業(yè)、后路成巷平行交叉作業(yè)方式。施工時(shí)，2個(gè)掘進(jìn)班、2個(gè)架棚班、3個(gè)噴漿班（分為頂板、左幫、右?guī)桶啵┚M(jìn)行施工安全、質(zhì)量、速度競(jìng)爭(zhēng)，根據(jù)項(xiàng)目部預(yù)先規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)或者處罰。機(jī)電隊(duì)分為機(jī)修和電工兩個(gè)班，機(jī)修班負(fù)責(zé)井下、地面所有水泵、開(kāi)關(guān)、噴漿機(jī)以及風(fēng)動(dòng)工具的維護(hù)和保養(yǎng)。電工班負(fù)責(zé)絞車(chē)、壓風(fēng)機(jī)、電泵、供電等。運(yùn)輸隊(duì)負(fù)責(zé)地面、運(yùn)輸、供料和井簡(jiǎn)軌道的維護(hù)和搶修。人員實(shí)行“三八”工作制。

7 結(jié)語(yǔ)

（1）縮短循環(huán)時(shí)間是提高施工進(jìn)度的保證。（2）采用挖掘機(jī)裝巖，優(yōu)點(diǎn)是在有涌水的斜井中施上便于出矸和排水，另一方面挖掘機(jī)便于清底，可有效的克服斜井施工常見(jiàn)的底高現(xiàn)象，有利于全斷面掘進(jìn)。（3）利用大斷面的特點(diǎn)，一是多上鉆分層鉆進(jìn)，可縮短打眼時(shí)間從而縮短循環(huán)時(shí)間二是布置雙提升，出矸、運(yùn)送物料可最大限度的發(fā)揮平行作業(yè)優(yōu)勢(shì)。（4）加強(qiáng)挖掘機(jī)的管理，定時(shí)定人維修保養(yǎng)挖掘機(jī)，可減少挖掘機(jī)發(fā)生故障，提高挖掘機(jī)的工作效率，也是縮短循環(huán)時(shí)間的關(guān)鍵。（5）全斷面掘進(jìn)爆破效率高，巷道直墻部位規(guī)格好，尾工少，有利于一次成巷。（6）采用中深孔爆破，提高小班掘進(jìn)進(jìn)尺是提高單進(jìn)的關(guān)鍵。（7）前探粱即可作為臨時(shí)支護(hù)又可作為架棚梁使用，縮短架棚時(shí)間。（8）引入自由競(jìng)爭(zhēng)獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制：2個(gè)掘進(jìn)班、2個(gè)架棚班、3個(gè)噴漿班，各自進(jìn)行良性競(jìng)爭(zhēng)，提高了工人的積極性，減少了單循環(huán)時(shí)間。

作者簡(jiǎn)介：陳志文（1970—），男，安徽宿州人，工程師，具有豐富的礦井施工與管理經(jīng)驗(yàn)。

李金斗（1983—），男，河北獻(xiàn)縣人，畢業(yè)于河南理工大學(xué)測(cè)量工程系，研究方向：礦井建設(shè)新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備的研究與應(yīng)用。