走向長(zhǎng)壁鉆爆法施工單一煤層切眼實(shí)踐應(yīng)用

楊君智

摘要：本礦一直以來單一煤層采煤工作面的切眼均為二次成巷，即采用“先中央導(dǎo)硐后對(duì)等下擴(kuò)”的方法施工。此方法施工斜長(zhǎng)為180m、寬6m、高2.7m的切眼工期至少為80天（三個(gè)圓班組，每班1.5m，每天4.5m）。若采用先偏導(dǎo)硐后走向長(zhǎng)壁鉆爆法施工單一煤層切眼，則工期縮短為43天，節(jié)省了長(zhǎng)達(dá)37天的時(shí)間，對(duì)于緩解本礦采煤工作面接續(xù)緊張有著顯著地效果。

Abstract： The eye cutting of the single coal seam coal mining face has been the secondary roadway， which is constructed by the method of "first central guiding and then equal expansion". The construction period of eye cutting with an oblique length of 180m， a width of 6m and a height of 2.7m by this method is at least 80 days （three round shifts， 1.5m per shift， 4.5m per day）. If the single coal seam eye cutting are applied to the method of first partial guide and then along strike longwall drilling and blasting method， the construction period is shortened to 43 days， saving up to 37 days， which has a significant effect on alleviating the continuous tension of the coal mining face.

關(guān)鍵詞：走向長(zhǎng)壁;鉆爆法;切眼;實(shí)踐

Key words： along strike longwall;drilling and blasting method;eye cutting;practice

中圖分類號(hào)：TD264 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2019）20-0154-03

1 ?概況

本礦井田范圍內(nèi)賦存9層煤，可采煤層為二、三層煤（山西組），五、六、七、九層煤（太原組）。此次施工的為九層煤切眼，九層煤平均厚2.3m，煤層傾角平均為20°44′，直接頂依次為石灰?guī)r（平均厚1.08m）、八層煤（平均厚0.9m）、石灰?guī)r（平均厚1.38m）、砂質(zhì)頁(yè)巖（平均厚0.39m），老頂為細(xì)粒砂巖（平均厚3.34m），直接底為中粒砂巖（平均厚3.9m）。（圖1）

2 ?傳統(tǒng)的單一煤層切眼施工方法

無論是單一煤層綜采工作面還是厚煤層綜放工作面，本礦一直以來施工切眼采用“先中央導(dǎo)硐后對(duì)等下擴(kuò)”的方法施工。采用鉆爆法施工一個(gè)斜長(zhǎng)180m、寬6m、高2.7m的工作面切眼至少需要80天（實(shí)際生產(chǎn)過程中由于設(shè)備及其他影響，遠(yuǎn)大于80天），即：先采用自下而上中央導(dǎo)硐，導(dǎo)硐寬3m，每個(gè)掘進(jìn)圓班組每天掘進(jìn)4.5m，需40天;然后自上而下對(duì)等下擴(kuò)，每幫擴(kuò)1.5m，兩幫共擴(kuò)3m，需40天。（圖2、圖3）

3 ?采用先偏導(dǎo)硐后走向長(zhǎng)壁鉆爆法施工單一煤層切眼

此方法施工一個(gè)斜長(zhǎng)180m、寬6m、高2.7m的切眼時(shí)，先采用自下而上偏導(dǎo)硐（后退式采煤法偏導(dǎo)硐位于后方即采空區(qū)一側(cè)）方法施工，導(dǎo)硐寬度為3m、斜長(zhǎng)180m、高2.7m，需40天;然后采用走向長(zhǎng)壁鉆爆法施工切眼，每天擴(kuò)寬為1m、斜長(zhǎng)180m、高2.7m，3天時(shí)間即可擴(kuò)完剩余的3m，施工完整個(gè)切眼僅需43天。（圖4、圖5、圖6）

4 ?勞動(dòng)組織

由于本礦首次采用走向長(zhǎng)壁鉆爆法施工單一煤層切眼，同時(shí)作業(yè)的人員是普通下擴(kuò)時(shí)人員的幾倍，加之跨系統(tǒng)組織人員作業(yè)，勞動(dòng)組織的難度很大。為此，把每個(gè)人安排在合適的崗位上最大限度地發(fā)揮個(gè)人特長(zhǎng)，精心組織人員、合理安排工序成為完成本工程的重中之重。

作業(yè)形式采用每天“三八制”作業(yè)，每班一個(gè)循環(huán)。即甲班打眼、裝藥;乙班爆破、臨時(shí)支護(hù);丙班攉煤、永久支護(hù)。

勞動(dòng)組織如下：

甲班：打眼人數(shù)為12人，每3人一組，共4組;裝藥人數(shù)為16人，每4人一組，共4組;2名班長(zhǎng)，共計(jì)30人。

乙班：爆破作業(yè)人員為12人，每3人一組，共4組;臨時(shí)支護(hù)人員12人，每3人一組，共4組;2名班長(zhǎng)，共計(jì)26人。

丙班：攉煤人員為36人，每人攉煤長(zhǎng)度為5m（沿傾斜方向）;永久支護(hù)人員16人，每4人一組，共4組;2名班長(zhǎng)，共計(jì)54人。

為了保證正規(guī)循環(huán)作業(yè)的完成，工作面施工作業(yè)必須根據(jù)勞動(dòng)組織的人員配合，合理安排工序，以充分利用工作時(shí)間，提高工時(shí)利用率。

5 ?獲得的經(jīng)濟(jì)效益

5.1 傳統(tǒng)的“先中央導(dǎo)硐后對(duì)等下擴(kuò)施工單一煤層切眼”的方法所需支護(hù)材料費(fèi)用及所用工時(shí)

由于不論傳統(tǒng)的“先中央導(dǎo)硐后對(duì)等下擴(kuò)施工單一煤層切眼”還是此次采用的“走向長(zhǎng)壁鉆爆法施工單一煤層切眼”的方法，其巷道頂板錨桿均需重新打設(shè)，不存在報(bào)廢現(xiàn)象，因此作對(duì)比時(shí)只需計(jì)算兩幫錨桿報(bào)廢多少即可：

支護(hù)材料：按錨桿間排距750×750mm計(jì)算，巷道兩幫所需錨桿M=（L÷a）×b×c=（180÷0.75）×2×2=960（根）。

式中：L—切眼傾斜長(zhǎng)度;a—錨桿排距;b—幫錨桿每排數(shù)量;c—所打設(shè)錨桿幫數(shù)。

所用工時(shí)：采用每天“三八制”作業(yè)，每班一個(gè)循環(huán)，每班9人，每天27人，施工80天所用工時(shí)為27×80=2160（個(gè)）。

5.2 “走向長(zhǎng)壁鉆爆法施工單一煤層切眼”的方法所需支護(hù)材料費(fèi)用及所用工時(shí)

支護(hù)材料計(jì)算結(jié)果同上。

所用工時(shí)：采用每天“三八制”作業(yè)，每班一個(gè)循環(huán)。甲班30人，乙班26人，丙班54人，共計(jì)110人。所用工時(shí)為（27×40）+（110×3）=1410（個(gè)）。

5.3 傳統(tǒng)的“先中央導(dǎo)硐后對(duì)等下擴(kuò)施工單一煤層切眼”與“走向長(zhǎng)壁鉆爆法施工單一煤層切眼”的方法在支護(hù)材料、人工工時(shí)上的對(duì)比

5.3.1 支護(hù)材料費(fèi)用對(duì)比

傳統(tǒng)“先中央導(dǎo)硐后對(duì)等下擴(kuò)施工單一煤層切眼”的方法對(duì)等下擴(kuò)時(shí)需要將巷道兩幫已打設(shè)好的錨桿擴(kuò)掉，由以上計(jì)算結(jié)果可知，報(bào)廢錨桿為960根，按每套錨桿50元計(jì)算，則材料費(fèi)用支出為960×50=48000（元）。

“走向長(zhǎng)壁鉆爆法施工單一煤層切眼”的方法施工時(shí)只需擴(kuò)一幫，也即支出上述一半的材料費(fèi)用，則材料費(fèi)用支出為48000÷2=24000（元）。

5.3.2 人工工時(shí)對(duì)比

傳統(tǒng)“先中央導(dǎo)硐后對(duì)等下擴(kuò)施工單一煤層切眼”的方法施工完畢切眼需要2160（個(gè)）工時(shí)，按每個(gè)工時(shí)200元計(jì)算，所支付工資為2160×200=432000（元）。

“走向長(zhǎng)壁鉆爆法施工單一煤層切眼”的方法施工完畢切眼需要1410（個(gè)）工時(shí)，按每個(gè)工時(shí)200元計(jì)算，所支付工資為1410×200=282000（元）。

通過以上對(duì)比，采用“走向長(zhǎng)壁鉆爆法施工單一煤層切眼”的方法在支護(hù)材料費(fèi)支出上比傳統(tǒng)“先中央導(dǎo)硐后對(duì)等下擴(kuò)施工單一煤層切眼”的方法少2.4萬元，也即節(jié)省2.4萬元;在人工工時(shí)上減少750（個(gè)），也即減少工資支出為750×200=15（萬元），兩項(xiàng)總共節(jié)支17.4萬元，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

6 ?需要注意的幾個(gè)問題

6.1 爆破作業(yè)

由于傳統(tǒng)炮采法采煤時(shí)不需要破底板巖石，從而炮眼采用“三花”布置即可滿足需要。但擴(kuò)切眼時(shí)，由于必須滿足支架安裝時(shí)2.7m的高度與頂板的完好性，因此必須破底施工。該切眼破底300～800mm，底板為中粒砂巖，炮眼采用“五花”布置。底板巖石布置兩層眼，第一層底眼距底板50mm，第二層底眼距底板350mm;腰眼距頂板1.3m;頂眼距頂板300mm。底眼眼距不能太大，如果眼距太大則爆破后底板會(huì)不平整，形成“波浪”形。該切眼底板為白砂巖，巖石可鉆爆性較低，因此底眼眼距以500～700mm為宜，頂眼和腰眼眼距可適當(dāng)加大。

頂眼每眼裝兩節(jié)藥;腰眼裝三節(jié);兩層底眼均裝三節(jié)藥。

裝藥必須滯后打眼15m。

嚴(yán)格執(zhí)行“自聯(lián)自放、現(xiàn)聯(lián)現(xiàn)放”的放炮原則。

由于需要破巖石底施工，因此爆破警戒的設(shè)置為：上方75m、下方120m。

工作面只能使用一臺(tái)發(fā)爆器自下而上一次進(jìn)行爆破。

6.2 臨時(shí)支護(hù)

爆破后先將頂板煤皮及傘檐清除后及時(shí)進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，嚴(yán)禁人員在空頂下作業(yè)。臨時(shí)支護(hù)采用單體液壓支柱配合π型梁進(jìn)行支護(hù)，單體支柱柱距可根據(jù)頂板情況適時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

6.3 單體液壓支柱永久支設(shè)

第二次擴(kuò)幫后，切眼跨度即達(dá)到5m，此時(shí)必須支設(shè)永久單體液壓支柱進(jìn)行減跨。

6.4 擋矸設(shè)施

人工攉煤時(shí)，沿切眼傾斜方向自上而下每隔10m設(shè)置擋矸設(shè)施，防止攉煤時(shí)矸石自上而下滾落砸傷作業(yè)人員。擋矸設(shè)施采用本礦使用的鋼筋網(wǎng)制作而成，高度為500mm，長(zhǎng)度與切眼的寬度相同（即擋矸設(shè)施的長(zhǎng)度隨切眼的擴(kuò)寬增加而增長(zhǎng)）。擋矸設(shè)施也可就地取材，用道木或?qū)误w液壓支柱沿?cái)U(kuò)幫方向橫置于切眼內(nèi)，以降低矸石的滾落速度，起到擋矸作用。

6.5 刮板輸送機(jī)的開啟

由于爆破后，大量的煤會(huì)落在刮板輸送機(jī)上，將刮板輸送機(jī)“壓死”，如果爆破之前沒有開啟而此時(shí)開啟，則刮板輸送機(jī)的電機(jī)會(huì)因?yàn)樨?fù)荷過大而燒壞。因此，爆破前必須開啟切眼內(nèi)的刮板輸送機(jī)。

6.6 設(shè)備檢查

擴(kuò)切眼前，必須對(duì)切眼內(nèi)的刮板輸送機(jī)以及運(yùn)輸順槽內(nèi)的皮帶輸送機(jī)進(jìn)行仔細(xì)檢查并確保其完好性，避免擴(kuò)幫后由于集中出煤時(shí)煤量過多導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)不正常而影響工期。

7 ?結(jié)語

此次擴(kuò)切眼摒棄了以往傳統(tǒng)施工切眼的“先中央導(dǎo)硐后對(duì)等下擴(kuò)”方法，首次采用“走向長(zhǎng)壁鉆爆法”施工單一煤層切眼，打破傳統(tǒng)施工工藝，縮短了切眼施工工期，極大地緩解了公司接續(xù)緊張的壓力。

與此同時(shí)，采用“走向長(zhǎng)壁鉆爆法施工單一煤層切眼”的方法在支護(hù)材料費(fèi)支出上比傳統(tǒng)“先中央導(dǎo)硐后對(duì)等下擴(kuò)施工單一煤層切眼”的方法節(jié)省2.4萬元;在人工工時(shí)上減少750（個(gè)），減少工資支出15萬元，兩項(xiàng)總共節(jié)支17.4萬元，給公司創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

上述方法和傳統(tǒng)方法相比，能夠取得空間和時(shí)間上的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。因此，在煤層頂板狀況允許的前提下，采用“走向長(zhǎng)壁鉆爆法施工單一煤層切眼”的方法無疑給我們提供了更好的選擇。

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