巖巷大坡度下山快速掘進技術的研究與應用

王玉生

【摘 要】近年來，辛安礦在集團公司的正確領導下，不斷提高安全質(zhì)量標準化意識，轉(zhuǎn)變巖巷“兩掘一噴”傳統(tǒng)施工方法的觀念，通過裝備升級、工藝優(yōu)化、技術創(chuàng)新，管理創(chuàng)新等方法，使巖巷快速掘進不斷創(chuàng)出新水平，安全質(zhì)量標準化水平也在穩(wěn)步提升，辛安礦在-280進風下山掘進中，坡度-20°，創(chuàng)新“三掘三噴”工藝，掘進進尺連續(xù)幾個月創(chuàng)出月進90米的好成績，并達到煤炭行業(yè)一級安全生產(chǎn)標準化要求。創(chuàng)出煤炭企業(yè)大坡度下山掘進新水平。論文將介紹在大坡度下山快速掘進技術的研究與應用。

【Abstract】In recent years， under the correct leadership of the group， Xinan Mine continuously improve the safety and quality standardization consciousness， change the traditional construction methods and concepts of "two digs and one shot" in rock lane， through equipment upgrades， process optimization， technical innovation， management innovation and other methods， the quick rock drivage constantly hit a new level， and the level of safety and quality standardization has also been steadily improved. In the tunneling of "-280 Wind-in and Downhill" Project ， the slope is -20°， Xinan Mine innovation "three digs and three spraies" process， the tunneling footage is 90m for several months， and meet the coal industry level production safety requirements， createa new level of steep slope driving. This paper will introduce the research and application of downhill driving technology at steep slope.

【關鍵詞】巖巷；大坡度下山；快速掘進

【Keywords】rock roadway； large slope mountain； rapid excavation

【中圖分類號】KJ516 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）06-0187-02

1 引言

上世紀70年代，煤礦就開始采用巖巷炮掘工藝，發(fā)展到現(xiàn)在仍是巖巷掘進中首選工藝，施工方法采用“兩掘一噴”，掘進進度一般保持在月進50m的水平，巖巷下山大坡度掘進由于迎頭積水難處理，排水難，打眼、裝運速度慢，造成一次成巷困難，正規(guī)循環(huán)率低，致使巖巷掘進進尺月進30米的水平，掘進效率低。如何提高大坡度下山掘進進度，實現(xiàn)快速掘進，辛安礦在-280進風下山掘進中進行工藝的優(yōu)化與創(chuàng)新，創(chuàng)新管理，保證施工質(zhì)量。

2工程概況

工程名稱：-280進風下山

巷道下山掘進工程量556m，掘進坡度20°。巷道掘進層位位于大煤頂板4至66m位置，主要巖層為大煤頂板粉砂巖、中粒砂巖及砂泥巖互層。掘進過程中需穿過4條斷層。

巷道采用錨網(wǎng)索噴支護，斷面形狀為半圓拱形，支護規(guī)格：3.6×3.1（凈寬×凈高，m）。支護參數(shù)為：噴射C20砼，厚度150mm（包括初噴50mm），錨桿采用φ20mm左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，長2000mm，間排距700mm，交錯排列，底錨桿眼高于底板300mm，與水平夾角30°，每根頂錨桿采用兩個MSK2335型樹脂錨固劑，每根幫錨桿采用兩個MSK2835型樹脂錨固劑，一個120×120×16mm的鐵托盤，錨固力不小于200kN，采用錨索φ=20mm，L=7000mm，為7根φ6mm鋼絲組成的鋼絞線，低松弛級，破壞負荷不小于353kN，每根錨索采用4個MSZ2335型樹脂錨固劑，一個300×300×16mm的鋼托盤，間排距1.5×1.5m，三花型布置。網(wǎng)為φ6mm鋼筋焊接而成，規(guī)格2200×1100mm，網(wǎng)孔100mm，網(wǎng)與網(wǎng)搭接長度100mm，施工方法采用“三八”作業(yè)制循環(huán)作業(yè)，一班一循環(huán)，循環(huán)進度1m，日進3m，月進尺90m。

采用耙斗裝巖機裝巖，使用40kW絞車配合罐車進行運輸，一次提升兩個罐車。

2.1優(yōu)化工序的方法

2.1.1打眼工序

傳統(tǒng)作業(yè)方法，前頭使用兩把氣腿式鑿巖機打眼（以下簡稱鑿巖機），完成打眼工序的時間長，效率低。在-280進風下山掘進中前頭使用多把鑿巖機同時作業(yè)，極大地提高了打眼效率，減少了打眼工序的時間（表1）。

2.1.2 耙裝工序

在該工序上，-280進風下山掘進中有兩項創(chuàng)新優(yōu)化：

在折頭（出凈前頭砟）及裝載工序時（圖4所示），進行設備改制創(chuàng)新，裝巖機使用自制裝巖機加長節(jié)，原裝的耙斗裝巖機一次只能給一個罐車裝巖，隨著掘進巷道的加長，一次運輸提升的時間將逐步增加，一次只裝一個罐影響裝運工序時間，使用耙斗裝巖機加長節(jié)后可以一次給兩個罐車裝砟，節(jié)省了運輸時間，相當于出砟時間節(jié)省了一半時間。傳統(tǒng)工藝出砟需要3個小時，而改進工藝后則只需要1.5個小時。t2=1.5h（如圖2）

在裝巖工序時，在折頭完成后，不影響工作面前頭正常的打眼，打錨桿、錨索，在距迎頭6m，兩幫各打一根錨桿，橫掛一條40t鏈條，作為裝巖機導向滑輪的固定點。實現(xiàn)了裝巖與迎頭打眼，打錨桿、錨索工序同時進行，實現(xiàn)了多工序平行作業(yè)，進一步縮短了一次循環(huán)時間。打眼需2.4個小時、出砟需3個小時，平行作業(yè)將節(jié)約約1個小時。t3=1h（圖3）

2.1.3 提升工序的優(yōu)化

運輸提升時間與裝載時間相對應，在坡頭安裝一臺40kW 絞車和直徑20.8mm鋼絲繩，一次提升兩個罐車，與耙斗裝巖機配合使用，降低了一個循環(huán)提升及回運次數(shù)，減少了后路運輸時間（如表2）。

2.2 循環(huán)時間比較

通過以上工序的優(yōu)化，改進工藝比傳統(tǒng)工藝每循環(huán)大大節(jié)省了時間，從而保證了每小班均能實現(xiàn)一個循環(huán)，并能實現(xiàn)一次成巷，正規(guī)循環(huán)率達到了100%，每月進尺達到90m。

3優(yōu)化施工管理，確保工序時間

一項技術工藝的革新成功與施工管理密不可分，技術革新是主體，能否實現(xiàn)必須靠管理。為保證實現(xiàn)正規(guī)循環(huán)，在管理上實現(xiàn)“四定”即定細任務、定準時間、定清崗位、定精標準。

①定細任務，確保工作指標層層分解。除班組安全目標始終不變外，進尺、成本等任務指標，要結合作業(yè)實際情況，一天一大定，一班一小定。

②定準時間，確保施工工序時時精算。通過技術測算和以往經(jīng)驗相結合，對施工進度、施工工序精確規(guī)定時間，充分利用好8個小時的工作時間，保證每個循環(huán)進度。

③定清崗位，確保平行作業(yè)人人高效。前頭到后路摸清需要多少個工種、多少個崗位，每個人都要對號入座；圍繞“誰來管”、“誰來做”、“何時做”、“怎么做”，對崗位責任進行分解，必須責任到人責任到崗，做到“誰的崗位誰負責”。

④定精標準，確保過程落實環(huán)環(huán)相扣。對照安全質(zhì)量標準化和五E管理要求定措施、定標準，堅持第一次就做對，做一次就達標，堅決杜絕返工現(xiàn)象，實現(xiàn)質(zhì)量標準由無到有、由粗放到精細、由缺漏到完善的不斷轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)了一次成巷。

4結語

可見-280進風下山的大角度下山快速掘進并不是空穴來風，而是建立在對傳統(tǒng)工藝不斷的改造，不斷地創(chuàng)造平行作業(yè)時間。在煤炭行業(yè)不景氣的今天通過煤礦工作者不斷的創(chuàng)新，節(jié)約工耗、節(jié)約成本進而提高施工進度，將是必選之路！