| 标题 | 大断面岩巷快速掘进技术研究 |
| 范文 | 穆彦鹏 摘要：近年来，矿井产量的逐年增加，工作面开采深度的增大，对煤矿的开拓掘进水平提出了更高的要求。本文主要根据郭二庄煤矿开采的具体情况，对大断面岩巷快速掘进技术进行了研究和探讨。 Abstract： In recent years， the increase of mine output and the mining depth in working face has put forward higher requirements for the development level of coal mines. This paper mainly studies and discusses the rapid excavation technology of large section rock roadway according to the specific conditions of Guoerzhuang Coal Mine. 关键词：大断面岩巷；快速掘进技术；研究 Key words： large section rock roadway；rapid excavation technology；research 中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）19-0240-02 0 引言 郭二庄煤矿随着近年来矿井产量的逐年增加，工作面开采深度的不断加大，对煤矿的开拓掘进水平提出了更高的要求。特别是一水平即将结束，中厚煤层的生产重点将转入二水平南翼采区；而且薄煤层采区的生产重点下一步将由北翼三采转入北翼四采。根据采区衔接情况，我矿今后一段时间将有多条岩巷必须进行掘进施工，如二水平南翼三采区的皮带下山、轨道下山，二水平北翼三采回风道，北翼四采区回风道以及扩大区的延伸等。为了保证采区的正常衔接、煤矿的正常运行，我矿必须加大这些岩巷的掘进速度，否则我矿生产系统将面临脱节的危险。如何在现有的队伍基础上完成如此间距的任务成为我矿下一阶段的重点工作。为了保证采区的正常接替，煤矿的正常生产，我矿成立了重点课题小组，对“大断面岩巷快速掘进技术研究”课题进行重点攻关。 1 大断面的岩巷掘进技术用途及适用范围 通过改进现场的施工工艺，加强施工组织，及时调整爆破参数及巷道支护参数，严格工程质量管理，应用新型设备等手段来加快岩巷的单进水平，提高岩巷的掘进速度。该成果适用于各种条件下的大断面的岩巷掘进。 2 技术所依据的科学原理 2.1 加强现场施工管理、创新劳动组织模式 按照常规的“三八”制作业循环模式，应有两个掘进班、一个喷浆班，巷道掘进时间为16个小时；按照常规的“四六”制作业循环模式，应有三个掘进班和一个喷浆班或者两个掘进班和两个喷浆班，巷道掘进时间为12-18个小时。为了增加巷道的掘进时间、提高巷道的掘进速度，实施了“四六”制加“双八”制循环模式。即迎头安排四个掘进班实行“四六”制作业循环模式，确保巷道24小时掘进不停，同时在后路再增加2个喷浆班，确保巷道的喷浆进度与掘进进度保持一致。迎头掘、锚、支一体化，在不留安全隐患的前提下，后路与迎头留一定的距离，实现了平行作业，提高了巷道的掘进效率的同时保证了安全生产。另外根据各工种作业性质以及劳动强度的不同采用不同的作业循环模式。如迎头掘进人员采用“四六”制循环模式，后路电工、皮带机司机、耙斗司机等采用“三八”制作业循环模式，加强现场的劳动组织管理，确保各工作的效率最大化。实现多工序多工种平行作业，提高生产效率。 2.2 根据掘进巷道的岩性不同及时调整循环进度及支护参数 根据施工巷道的岩性不同，及时调整施工地区的炮眼布置参数。既可以在确保巷道的一次成巷的同时不超宽超高，又可以根据岩性的不同调整打眼深度及循环进度。在保证安全的前提下实现出碴量的最小化以及打眼時间的最低化。另外根据施工巷道的围岩岩性及巷道压力的不同，及时调整巷道的支护参数。根据巷道的不同围岩条件，根据具体情况选择“锚杆+喷浆”、“锚杆+网+喷浆”、“锚杆+网+锚索+喷浆”、“全锚索+喷浆”等不同的支护方式，同时根据巷道围岩的状况及时调整锚索的长度及间排距。这样在保证安全的前提下，优化支护参数，减少巷道的支护时间。通过及时调循环进度及优化支护参数的方式，在保证安全的前提下提高迎头工作人员的工效，实现了掘进、支护的效率最大化从而提高了巷道的掘进效率。 2.3 应用新式设备配合水平碴仓，提高装载运输能力 按照以往掘进经验，迎头跟一台耙斗装岩机，在每次放炮后通过耙斗装岩机配合罐车直接出货，在完成出碴后再进行下一次循环，大大降低了巷道的掘进时间。为了实现平行作业、提高装载运输能力、增加巷道的掘进时间、提高巷道的掘进效率，我矿引进了ZDY-100履带式挖掘式装载机。由于挖掘式装载机的出碴能力较以往使用的耙斗式装载机要大得多，大大降低了迎头的出碴时间。另外在后路巷道条件稳定的地方施工一个水平碴仓，水平碴仓的储碴量一般在40-80罐。这样通过迎头能履带式挖掘装载机配后二运皮带及后路皮带输送机直接先将碴运至后路碴仓，在保证不影响迎头施工的前提下再通过耙装机配合罐车将碴仓的矸石外运，实现掘进和运矸的平行作业。从而确保了迎头出货的时间最短化，增加了迎头的掘进时间、提高了掘进效率，加快了巷道的施工速度。 3 技术实施地区概况 通过工程区201队自2011年11月开始在多个地区实施。其中包括二水平北翼四采回风道，二水平南翼三采副巷、皮带下山、轨道下山，二水平北翼三采回风道，南翼22108车场等作业地区。巷道断面均为4.5×3.5m（净宽×净高）。巷道均采用锚喷支护。锚杆选用？准18×2100mm圆钢锚杆，每根锚杆使用一支Z2360树脂锚固剂，锚杆间排距800×800mm；盘条网选用？准6mm盘条网，规格：1500×900mm；喷浆厚度100mm，水泥标号425号，配比为水泥：砂：石子=1：2：3（重量比）；顶锚索选用？准17.8mm钢绞线，长度根据实际情况选用7.3m、9.3m、12.3m、15.3m，间排距根据实际情况定为0.8-5m，每根锚索使用两只Z2360和一支S2360树脂锚固剂；帮锚索选用顶锚索选用？准15.24×4300mm钢绞线，间排距根据实际情况确定为0.8-5m或不打帮锚索，每根锚索使用两只Z2360树脂锚固剂。锚杆锚固力为260kN，顶锚索预紧力为30MPa，帮锚索预紧力为26MPa。 4 实施情况及效果 成果自2011年11月开始，以我矿工程区201队担任课题实验区队。自2011年11月至2012年9月底的11个月时间里，先后在二水平北翼四采回风道，二水平南翼三采副巷、皮带下山、轨道下山，二水平北翼三采回风道，南翼22108车场等地区实施，共计完成大断面岩巷进尺1706m，圆满地完成了预期的目标，其中2012年1月份201队在北翼四采回风道单进181m，创邯矿集团大断面岩巷单进新纪录。 5 经济效益和社会效益 5.1 经济效益 ①较以往相比，每年可增加岩巷进尺400m。若要掘进400m岩巷共需用工3360个，若每工按工资200计算，年可减少人工费用3360×200=67.2万元。 ②较以往相比，通过支护参数的优化，平均每米巷道可节省支护费用95元，按该项目试验区队现水平，年可减少支护费用17.7万元。 ③共可创经济效益：67.2+17.7=84.9万元。 5.2 社会效益 由于提高了大断面岩巷的单进水平，保证了采掘正常衔接，稳定了煤矿的正常生产；促进了减人提效，降低了工人劳动强度；减少了出碴时间，解决凿岩与转运设备配套搭载使用技术难题；提高了劳动组织现场管理水平，实现了多工种多工序平行作业；为矿井高进、高效奠定了新的基础。 6 总结 ①加强现场劳动组织，实施了“四六”制加“双八”制循环模式，实现了多工种、多工序平行作业，提高了工作效率。 ②挖掘式装载机及高效平巷碴仓的应用，提高了装载、运矸效率。 通过该项目的实施，提高了大断面岩巷的单进水平，为提高大断面岩巷的掘进速度积累了经验，该成果达到了省内先进水平，具有广泛的推广价值和应用前景。 参考文献： [1]潘海江，张晓利.浅谈深部大断面岩巷快速掘进技术[J]. 科技创新与应用，2015（18）. [2]赵宏伟.我国煤矿岩巷快速掘进技术现状及展望[J].煤炭科学技术，2012（01）. [3]李清，杨仁树，汤增陆，郭雅静，张殿镇，姚睿.深部大断面岩巷快速掘进技术研究[J].煤炭科学技术，2006（10）. |
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