基于礦井開采工程的綜合機械化快速施工技術(shù)研究

周東升

（平煤神馬建工集團有限公司建井一處，河南 平頂山 467000）

礦井開采掘進方法主要采用鉆眼爆破法，傳統(tǒng)的施工氣腿式鑿礦機鑿礦，耙斗機排矸工人作業(yè)環(huán)境差勞動強度大，效率較低；礦井用液壓掘進鉆車鑿礦，礦井用挖掘式裝載機排矸，勞動條件得到了明顯得改善，勞動效率也得多了很大的提高[1]。

1 礦井概況

一礦三水平下延-950水平輔助運輸?shù)牡V井深度在975m～1075m。S凈=22.28m2，S掘=27.08m2。支護形式：采用錨網(wǎng)索噴+壁后注漿+注漿組合錨索聯(lián)合支護。該礦井位于距丁6礦層底板約22m～43m的泥質(zhì)砂地質(zhì)層、細砂地質(zhì)層中，頂板為中、細砂礦層。丁6礦層厚約2m，傾角5°～9°。

2 綜合機械化設(shè)備分析

一礦三水平下延-950水平輔助運輸?shù)V井原采用的鑿巖設(shè)備，即氣腿式鑿巖機鑿巖打眼效率低，打設(shè)炮眼深度以1.8m～2m為宜，眼深超過2m后，鉆研速度明顯降低，無法實現(xiàn)中深孔爆破，掘進效率低；設(shè)備對操作人員的身心健康危害較大，鑿礦機開啟打眼時噪聲達90dB以上，長時間作業(yè)使操作人員的聽力大幅下降，鑿礦機工作時超強力的振動使操作人員周身振動、手臂麻木，嚴重者小便失禁；操作人員直接在工作面作業(yè)易片幫或掉渣傷人，危險性較大；鑿礦機打眼時礦體粉塵較大，廢氣排放較多，易使操作人員患矽肺等職業(yè)病；作業(yè)人員勞動強度大，人工成本較高[2,3]。

表1 CMJ2-17型礦井用液壓掘進鉆車具體參數(shù)表

該鉆車結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)約能源、噪聲低、效率高，適用于礦井的掘進作業(yè)，適合在中大斷面巷道中工作，適用于的最大礦井開采礦床斷面。鉆車采用電動液壓系統(tǒng)，在施工中與其他類型鉆車相比具有以下優(yōu)點：①鑿礦效率高、速度快：經(jīng)試驗對比，在相礦體和相同礦井孔徑的條件下，與氣動鑿礦機相比，用液壓鑿礦機鑿深孔，速度提高2倍以上，液壓鑿巖速度可達0.8m/min～1.5m/min；②改善工作環(huán)境，噪聲低：由于液壓鑿礦設(shè)備不必排除廢氣，因而沒有廢氣夾雜的油污所造成的施工環(huán)境污染問題，提高了工作面的能見度，改善了作業(yè)環(huán)境[4]。液壓鑿礦除金屬撞擊聲外，無廢氣排除聲音，故比氣動鑿巖噪聲可降低5dB～10dB；③由于鉆車操作員操作位置遠離礦井工作面，處于完好支護下方，防止了空頂作業(yè)及工作面、兩幫浮矸圍巖的威脅，有利于安全生產(chǎn)[5]。

表2 ZWY-150/55L型礦井用挖掘式裝載機具體參數(shù)表

一礦三水平下延-950水平輔助運輸?shù)V井原采用的裝巖設(shè)備，即耙斗式裝礦機存在裝礦效率與膠帶輸送機的排矸能力不匹配、頻繁前移耙斗機造成正規(guī)循環(huán)率低及由于不能排凈工作面礦產(chǎn)造成兩幫永久支護滯后問題，需要選擇一種能夠解決上述問題的機械化裝礦設(shè)備。

該裝載機是一種連續(xù)生產(chǎn)的高效率裝礦設(shè)備，行走方式為履帶自移式，靠履帶推進扒取礦物送入自身的刮板輸送機，輸送機從尾部將礦物卸入其他設(shè)備。工作時，可利用反鏟挖掘臂扒取遠處的礦體，也可以用鏟斗清理礦井工作區(qū)內(nèi)，可實現(xiàn)全斷面裝礦物，不需人工進行礦井內(nèi)清理工作。采用液壓馬達驅(qū)動履帶行走機構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，機動靈活，可在有潮濕有積水的礦井內(nèi)使用。該裝礦設(shè)備全液壓傳動和系統(tǒng)負載傳感控制及先導閥操作，結(jié)構(gòu)緊湊，推進力大，借助最佳的液壓系統(tǒng)，均衡分配油量，令鏟斗、小臂、大臂、大臂座進行靈活、快捷、高效的作業(yè)；挖斗挖掘力能夠滿足井下爆破的廢棄礦物堆裝載，同時清理迎面及兩幫浮矸危礦的需要；工作平穩(wěn)無沖擊，設(shè)計先進，工作可靠，操作簡單，維修方便[2,3]。

3 應(yīng)用效果

一礦三水平下延-950水平輔助運輸大巷采用CMJ2-17型礦井開采用液壓掘進鉆車雙臂同時作業(yè)打眼,乳化炸藥,毫秒延期電雷管,全斷面一次光面爆破掘進。掏槽方法采用直眼掏槽,炮眼深2.7m,爆破效率達到90%,每個班循環(huán)進尺為2.2m～2.5m。

巷道采用“兩掘一噴”作業(yè)，使用ZWY-150/55L型礦井開采用挖掘式裝載機，每班將礦井內(nèi)廢棄礦物排凈，達到直接進行錨網(wǎng)支護的要求，縮短施工人員進行噴漿作業(yè)的等待時間，進而縮短了整個生產(chǎn)循環(huán)的時間。

一礦三水平下延-950水平輔助運輸大巷原使用氣腿式鑿巖機鑿巖，耙斗機排矸系統(tǒng)每月掘進80m，通入綜合機械化系統(tǒng)以來，每月掘進125m，生產(chǎn)效率提高56%。

4 結(jié)論

①大斷面礦井施工，為保證光爆質(zhì)量，工作面所需炮眼數(shù)量多，使用CMJ2-17型礦井開采用液壓掘進鉆車大大縮短鑿巖時間；②操作液壓鉆車僅需兩人，減少了勞動強度，當班其余施工人員，可以同時進行支護作業(yè)，提高了勞動效率；③液壓鉆車司機操作期間遠離掘進工作面，確保了施工人員的施工安全。

礦井開采工業(yè)由勞動密集型轉(zhuǎn)向資本密集型以及技術(shù)密集型，其發(fā)展具有安全、高效、綠色以及可持續(xù)發(fā)展的特點。在礦井工程施工當中，礦井的高效開采智能化工作面成套技術(shù)與裝備成為現(xiàn)在礦井工程的未來發(fā)展趨勢。