礦井軌道下山掘進作業(yè)工藝初探

賈紅雷

摘要：煤炭是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，就深煤層開采而言，難免會遇到不同的地質(zhì)情況，需要選擇不同的開采工藝。軌道下山是結(jié)合地質(zhì)狀況與礦井煤層分布規(guī)律，必須自上而下開采所采取的一種作業(yè)方式。在軌道下山掘進作業(yè)過程中，對于施工技術(shù)和現(xiàn)場管理有著較高的要求，必須要做好前期規(guī)劃和實時把控，才能確保施工作業(yè)的順利開展，保障井下職工人身安全。

關(guān)鍵詞：煤礦；軌道下山；作業(yè)工藝

1 前言：快速、安全、高效地掘進巷道是煤礦生產(chǎn)的先決條件，對于下山掘進來說，提高掘進單進水平是一個值得研究的課題。下山掘進與平巷掘進相比，具有其獨特的復(fù)雜性和掘進施工難度。筆者在煤炭企業(yè)就職多年，在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，針對我礦區(qū)下山掘進作業(yè)采用的工藝、設(shè)備、施工組織等現(xiàn)狀，借本文闡述下山掘進技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀。

2 下山掘進作業(yè)相關(guān)事項及應(yīng)對措施

由上向下掘進下山巷道時的裝載工作比較困難，傾角小于35度時可用耙斗裝巖機裝巖。下山有向下的坡度，巷道內(nèi)各處的涌水很自然地積存到工作面，因此，掘進下山時，一定要根據(jù)不同的情況，做好防排水工作，以免影響掘進工作的進行。在使用礦車運輸時，有可能因為牽引裝置的滑落或斷繩引起跑車事故，為了避免上述情況，除提升絞車摘掛鉤處、車場變坡點等設(shè)置斷繩保險和擋車器外，還應(yīng)在掘進工作面附近有可靠的擋車器，保證工作面人員的安全。與此同時，在軌道下山掘進施工中應(yīng)著重防止跑車，做好相關(guān)安全措施。具體做法為：在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。提升時把安全繩套在礦車上，以免脫鉤跑車。提升礦車時，擋桿被礦車帶起，車過后借自重而落在軌道上。

除了上述這些，在掘進下山時，工作面積水不僅會帶來繁重的輔助工作，而且會惡化工作面的作業(yè)條件，直接影響工程質(zhì)量和安全。在處理方法上，首先堵絕從與下山聯(lián)絡(luò)巷道向下山的滲水、流水；消除下山巷道管路漏水。對巷道頂?shù)装?、工作面的涌水?yīng)采用截、排的方法解決。在地下開采礦山的初期建設(shè)和生產(chǎn)中，提高平巷施工技術(shù)，加快掘進速度，對縮短礦山基建周期、實現(xiàn)礦山穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)、均衡生產(chǎn)，具有重要意義。

3 影響下山掘進作業(yè)的主要因素

就我國煤礦而言，只有部分大型國有煤炭企業(yè)使用了全機械化作業(yè)，相當一部分中小型煤礦還停留在半機械化的低速度、低工效、高成本狀態(tài)。巷道掘進是一個系統(tǒng)工程，影響因素較多，該系統(tǒng)中包含人、技術(shù)裝備、生產(chǎn)技術(shù)以及管理、安全、技術(shù)革新的影響等諸多因素所構(gòu)成的綜合復(fù)雜體系。筆者認為，制約巷道快速掘進的因素主要集中在如下幾點：

3.1人的因素

影響地下礦山井巷掘進的因素很多，因此，在施工前和勞動過程中，加大對工人的技能培訓(xùn)尤為重要，勞動者的勞動技能獲得改善，可極大提高工作效率。在新工藝施工前，要對職工進行技術(shù)培訓(xùn)，使工人盡快掌握每一道工序及要求，這樣才能保證此施工工藝順利進行。在掘進施工中，在人員配備上做到工種齊全、分工明確、密切配合，各工程銜接緊密，有效地利用工時，提高工效、提高工人素質(zhì)，培養(yǎng)出盡可能多的多面手，只有這樣才能使其掘進效率保持較高的水平。與此同時，健全和堅持以崗位責任制為中心的各項管理制度，是施工技術(shù)措施、施工設(shè)備和施工組織得以順利實施的保證，是加快施工速度、降低生產(chǎn)成本、保證施工質(zhì)量和安全的基礎(chǔ)。

3.2施工機械設(shè)備及生產(chǎn)技術(shù)因素

鉆眼、爆破與裝運是巷道施工中主要工序，而鉆眼與裝運設(shè)備的合理選擇及使用將直接決定巷道掘進速度。當前巷道掘進普遍使用的仍是氣腿鑿巖機，由于氣腿鑿巖機輸出功率小鉆速低，所鉆炮孔深度淺，要想提高工作面鉆孔速度，就得多機作業(yè)。由于全斷面掘進機掘進速度快、成本低、工效高、巷道掘進質(zhì)量好又安全可靠，所以其勢必將取代其他鑿巖設(shè)備。裝巖工序在國內(nèi)也已基本實現(xiàn)機械化作業(yè)。

根據(jù)我國井巷掘進當前施工水平，廣泛采用的仍是鉆爆法施工，而支護方式基本為錨噴支護。同時，為加強巷道成型，由于加大孔徑而減少的擴炮孔數(shù)量可轉(zhuǎn)移至周邊，即增加周邊眼數(shù)量，保證光爆效果。而且，增加孔深和炮眼數(shù)可以提高臺車的純鉆眼時間，充分發(fā)揮高效設(shè)備的利用率。金屬網(wǎng)主要增加噴砼的抗彎強度和韌性，但其安裝時必須緊貼巖面。選用合格的噴漿料生產(chǎn)砼，并選擇濕噴工藝，不但可提高噴漿效果，減少回彈率，還可改善工作環(huán)境。

3.3施工地點的環(huán)境因素及安全性考慮

地下突水、瓦斯、高地溫及高壓力圍巖變形等自然災(zāi)害將直接危害巷道施工安全，其在施工中可借助相關(guān)設(shè)備進行監(jiān)測，采取必要措施達到安全條件，但其勢必影響施工進度。平巷掘進，基本為獨頭施工，掌子面空間狹小，人員、機械較多，空氣質(zhì)量差，特別是鉆眼和出碴時。對此必須加強通風(fēng)，保證空氣質(zhì)量及能見度，減少安全隱患。人在施工中的隨意性，是最不安全因素。在保證個人施工能力及操作規(guī)范性同時，合理安排工作時間、保持施工人員的良好施工狀態(tài)，也是安全施工必備條件。

4 下山掘進現(xiàn)場施工技術(shù)

4.1施工工藝與作業(yè)方式

巷道施工采用全斷面一次掘進法。根據(jù)現(xiàn)場條件、設(shè)備配制及施工水平，采用“三八”制組織生產(chǎn)，工序安排原則上是能后放的盡量后放，使迎頭集中力量掘進，盡可能使工序平行作業(yè)，改變現(xiàn)有施工組織及計分方式，實現(xiàn)巖巷快速掘進。

勞動組織是根據(jù)施工條件和任務(wù)的具體要求而定的。組織快速施工時，采用“三班掘進，一班在旁邊巷道噴漿的平行作業(yè)方式”是提高掘進速度可行的方法，非常有利于快速施工。為充分利用大斷面空間，實現(xiàn)多工序的平行作業(yè)，提高掘進速度，應(yīng)配備足夠的施工人員。確定勞動組織（包括組織形式、工種人數(shù)）時，應(yīng)重點考慮各工種工人的工時充分利用問題。從我礦的實際情況來看，每個隊有四個生產(chǎn)班組，三個掘進班，一個復(fù)噴組。掘進班采用“三八”工作制，每天完成三個正規(guī)循環(huán)。復(fù)噴組與掘進中班同時施工，主要負責機后巷道復(fù)噴成巷和砌水溝工作。掘進班每班按出勤人數(shù)，分為迎頭、后勤兩大塊，輔助工序在保證安全生產(chǎn)條件下，盡量平行作業(yè)。

4.2爆破參數(shù)設(shè)計

確定炮眼深度的一個主要影響因素是爆破后的空頂距，較深眼爆破產(chǎn)生較大的空頂距，對臨時支護和永久支護有影響，過大空頂距也是施工安全隱患。炮孔深度主要是根據(jù)試驗要求、鉆眼機具的鑿巖能力及工人的操作水平?jīng)Q定的。實施2m左右的中深孔爆破時，掏槽方式視巖性、設(shè)備配制等而定。特別要注意的是，總延時不大于130ms，采用正向起爆。每眼至少使用一袋水炮泥，封泥量一定要滿足規(guī)定要求，掏槽眼最好用炮泥填滿封實。與此同時，應(yīng)當對迎頭打眼制定一套技術(shù)管理辦法。打眼工序要充分利用大斷面作業(yè)環(huán)境，迎頭同時布置4～5部風(fēng)鉆打眼，定人、定眼位，將迎頭的炮眼分為四部分，每個打眼工固定眼位，根據(jù)爆破后的效果總結(jié)所打炮眼的深度和角度中所存在的問題，以便更好地控制巷道的成形和爆破效率。

5 結(jié)論及建議

綜上所述，完善與提高軌道下山掘進作業(yè)工作，可達到快速、優(yōu)質(zhì)、低耗和安全的要求，除合理地選擇先進技術(shù)和設(shè)備配套外，更要選擇好作業(yè)方式，采用行之有效的施工組織與科學(xué)的管理方法。與此同時，煤炭開采行業(yè)及相關(guān)科研人員一定要結(jié)合國內(nèi)外新技術(shù)應(yīng)用趨勢，研究開發(fā)出更多符合我國礦區(qū)地質(zhì)狀況及實際生產(chǎn)需求的現(xiàn)代化作業(yè)設(shè)備，提升礦井軌道下山作業(yè)的效率，保障更多井下人員的人身安全，為經(jīng)濟社會發(fā)展繼續(xù)做出新的貢獻。