快速掘進(jìn)技術(shù)在李村礦西翼進(jìn)風(fēng)大巷的應(yīng)用

康 凡

(潞安集團(tuán) 李村煤礦，山西 長治 046600)

高效機(jī)械化掘進(jìn)工藝是實(shí)現(xiàn)巖巷快速掘進(jìn)的有效手段之一，也是巷道掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展方向。隨著巷道的開拓延伸，李村煤礦采掘銜接緊張的問題越來越突出，加快推進(jìn)高效機(jī)械化掘進(jìn)工藝勢在必行。

1 工程概況

李村煤礦西翼進(jìn)風(fēng)大巷位于3號煤層下方10～15 m范圍，煤層走向?yàn)闁|-西，傾向東高西低，巷道設(shè)計(jì)長度為2 500 m，設(shè)計(jì)斷面為拱形斷面，掘?qū)? 000 mm，掘高3 900 mm，巷道以水平布置為主，采用錨網(wǎng)索噴支護(hù)。該巷道所處巖層以粉砂巖和粉砂泥巖為主，普氏系數(shù)為8～9，采用鉆爆法破巖掘進(jìn)，日正規(guī)循環(huán)為2 m，月單進(jìn)進(jìn)尺60 m。因巖石硬度較大、光爆參數(shù)設(shè)計(jì)不合理、施工作業(yè)人員素質(zhì)參差不齊等，造成巷道成型差、超挖現(xiàn)象頻發(fā)、材料損耗量大，嚴(yán)重制約巷道掘進(jìn)效率的提升。

2 影響掘進(jìn)的因素

2.1 地質(zhì)構(gòu)造

地質(zhì)構(gòu)造是制約煤礦巖巷掘進(jìn)效率的重要原因之一。圍巖節(jié)理現(xiàn)狀、褶曲構(gòu)造、頂板與底板的穩(wěn)定性以及掘進(jìn)面涌水量等眾多因素，都對巖巷掘進(jìn)效率產(chǎn)生重要影響。

西翼進(jìn)風(fēng)大巷巷道正常涌水量為1.5～3 m3/h，最大涌水量為5～8 m3/h，以頂板淋水為主，地質(zhì)報(bào)告顯示無突水危險(xiǎn)。從地面三維地震、綜合電法等勘探資料中得知：該區(qū)域無大的陷落柱和斷層，但局部小斷層、小陷落柱及導(dǎo)水狀況不詳。

2.2 機(jī)械化程度

進(jìn)風(fēng)大巷掘進(jìn)為傳統(tǒng)的炮掘工作面，采用氣腿式鑿巖機(jī)進(jìn)行打眼，通過爆破破巖配合耙矸機(jī)、膠帶機(jī)出矸，使用風(fēng)動錨桿鉆機(jī)打設(shè)錨桿。該種施工方式施工人員勞動強(qiáng)度大、勞動效率低，導(dǎo)致掘進(jìn)速度慢、施工質(zhì)量差。

2.3 施工工序與勞動組織

1) 工序安排不合理。在施工過程中，施工人員不能依據(jù)現(xiàn)場條件對爆破、材料運(yùn)輸?shù)纫幌盗泄ば虻臅r(shí)間進(jìn)行有效調(diào)整，出現(xiàn)工序轉(zhuǎn)換慢、資源浪費(fèi)、閑置等問題，從而影響掘進(jìn)效率。

2) 勞動組織不到位。現(xiàn)場施工人員交接班管理時(shí)間過長，甚至存在停工等待交接的現(xiàn)象，影響掘進(jìn)效率提升。

3 主要改進(jìn)方案

3.1 采用超前探的地質(zhì)探測方法

依據(jù)潞安集團(tuán)“預(yù)測預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水原則，積極采用超前探的地質(zhì)探測方法探水。鉆探前，根據(jù)井上下物探情況、煤層賦存條件和巷道掘進(jìn)實(shí)際情況有針對性地編制超前鉆探技術(shù)措施。鉆探中依據(jù)編制的鉆探設(shè)計(jì)嚴(yán)格施工，按照“停掘通知—超前鉆探通知—鉆孔驗(yàn)收—安全確認(rèn)移交—允掘通知”的程序，對巷道掘進(jìn)和鉆探進(jìn)行合理安排。在每次鉆探后及時(shí)分析、匯總數(shù)據(jù)，并以此為依據(jù)對鉆探作出調(diào)整，防止出現(xiàn)誤揭煤、誤透地質(zhì)構(gòu)造、頂(底)板突水等事故。

3.2 引進(jìn)先進(jìn)的機(jī)械化設(shè)備

調(diào)整進(jìn)風(fēng)大巷原有鉆爆法破巖掘進(jìn)方式，通過引入機(jī)械化設(shè)備，控制巷道成型，盡量減少超挖現(xiàn)象的發(fā)生，從根本上減少后續(xù)支護(hù)材料的投入。在多彎巷道加裝拐彎式膠帶輸送機(jī)，有效降低人員投入的同時(shí)，保證了運(yùn)輸系統(tǒng)的持續(xù)性。機(jī)械化設(shè)備的投入，大幅縮短了施工作業(yè)人員的勞動時(shí)間，降低了勞動強(qiáng)度，提升了掘進(jìn)效率。各設(shè)備類型及名稱見表1。

表1 機(jī)械化作業(yè)線配套設(shè)備

3.3 優(yōu)化施工工藝

炮掘施工對巖石硬度的適用性較強(qiáng)，但頻繁打眼耗時(shí)較多、勞動強(qiáng)度大、施工效率差。EBZ260型掘進(jìn)機(jī)適用于巖石硬度系數(shù)f<9的巷道掘進(jìn)，但隨著巖石硬度的增加，截割速度下降，截齒消耗增加。為了提高綜掘機(jī)的截割速度，在掘進(jìn)過程中采用松動爆破+綜掘機(jī)的施工工藝。

松動爆破采用不耦合裝藥(即藥卷直徑小于炮孔直徑，其爆破作用指數(shù)小于0.75)，通過爆炸產(chǎn)生的超高壓使原巖產(chǎn)生裂隙呈松動狀態(tài)，達(dá)到降低巖石相對硬度的目的。綜掘機(jī)沿松動裂隙開始截割，由軟到硬，先裂隙影響區(qū)后原巖區(qū)，達(dá)到快速掘進(jìn)的目的。該種方式既降低了巖面的相對硬度又提高了巖巷掘進(jìn)效率。

3.4 優(yōu)化勞動組織

1) 加強(qiáng)勞動組織的管理，按照施工流程以及工藝對人員進(jìn)行分工，將責(zé)任落實(shí)到個(gè)人，對現(xiàn)有工序進(jìn)行優(yōu)化，力求做到多工序交叉作業(yè)，提高巖巷掘進(jìn)速度。一方面，利用交接班時(shí)間將當(dāng)班所用材料運(yùn)輸至工作面材料堆放點(diǎn)，另一方面利用工作面打眼以及安裝錨桿、錨索的時(shí)間對壓風(fēng)管路、排水管路、風(fēng)筒進(jìn)行前移。

2) 加強(qiáng)工種間的相互配合、協(xié)作，定期對員工進(jìn)行安全、技能培訓(xùn)，著重培養(yǎng)作業(yè)人員的團(tuán)隊(duì)意識、合作意識。

3) 充分利用施工過程中超前探時(shí)間，開展設(shè)備檢修工作，最大限度爭取掘進(jìn)時(shí)間。

3.5 加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)力度

巖巷的快速掘進(jìn)與機(jī)械設(shè)備養(yǎng)護(hù)是分不開的，只有定期對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行檢修、保養(yǎng)、維護(hù)，才能減少設(shè)備的故障率，從而提高掘進(jìn)效率。為便于實(shí)施檢修、保養(yǎng)、維護(hù)，建立了掘進(jìn)工作面設(shè)備檢修管理制度，實(shí)行設(shè)備檢修責(zé)任制，做到分工明確、責(zé)任到人，同時(shí)將動態(tài)巡查和靜態(tài)檢修相結(jié)合，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了掘進(jìn)效率的提升。

4 結(jié) 語

一方面，李村煤礦西翼進(jìn)風(fēng)大巷通過合理配置機(jī)械設(shè)備、優(yōu)化勞動組織，單月進(jìn)尺達(dá)120 m，掘進(jìn)效率得到了極大提升，工程質(zhì)量也得到了顯著提高，在實(shí)行減員增效降成本的同時(shí)降低了現(xiàn)場施工人員的勞動強(qiáng)度。

另一方面，巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，極大緩解了李村礦當(dāng)前采掘銜接緊張的問題，為后續(xù)巷道的快速掘進(jìn)提供了技術(shù)參考。