煤矿下山巷道掘进技术的研究

摘 要：煤矿下山掘进中通常会出现装载困难、巷道内各处的涌水容易积存到工作面以及矿车运输过程极易出现因牵引装置的滑落或断绳引起跑车事故，为了确保工程的顺利实施，本文以山东省兖矿集团南屯煤矿的具体施工为研究对象，本文通过对防止跑车的安全措施、做好排水工作、运输手段、爆破参数等部分的一系列改造，得出高效、安全施工作业的具体方法。

关键词：下山巷道掘进 爆破参数 设备配置 运输手段

中图分类号：TD4221 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（c）-0075-01

随着业务范围的不断扩大，我国的采矿业在最近的几年里得到了飞速的发展，为了适应各种复杂工况以及连续作业的实际需求，适当的提高掘进速度与效果已经成为掘进队伍所亟待解决的一大问题，由于技术水平落后、设备没有及时的更新换代、对不同工作环境无法及时适应等原因，该工程队在煤矿下山巷道的施工过程中，始终无法达到预期的效果，为尽快实现施工队伍的现代化转变，本文通过对防止跑车的安全措施、做好排水工作、运输手段、爆破参数等部分的一系列改造，为其进行华丽转型，提供必要的研究与探讨。

1 工程情况介绍

1.1 巷道施工过程中的基本特征

十三采区矸石皮带巷下轨道的下山工程总量为1350 m。倾斜角为13°，直墙半圆拱断面，巷道净高为3400 mm，宽4000 mm，净断面积为10.98 m2，掘进断面积为11.73 m2，锚索有锚梁网喷进行配合支护，喷长度为 1.95 m，半径为10 mm，厚度为53～87 mm，采用Ф20×1800 mmKMG400左旋无纵筋螺纹钢等强锚杆，锚索Ф22×5500 mm，长度为6 m的钢绞线，锚杆的排间距设定在750 mm×750 mm，锚索的排间距为1900 mm×1900 mm，金属网的金属梁由半径控制在6的钢筋焊接构成，属于2350 mm×2350 m的规格，钢丝网的长×宽=1100 mm×8500 mm，锚固剂为CK2860型树脂锚固剂，皮带为SSJ-800胶带。

1.2 生产情况简介

施工的组织管理方法、爆破参数、运载形式以及设备落后等原因严重阻碍了矿岩巷施工过程中光面爆破锚喷法的施工效果以及经济指数。

该轨道下山施工所存在的障碍：（1）该矿下轨道下山需要进行13°的掘进，然而巷道十分复杂、多样的施工环境导致掘进过程中泥岩与炭质泥岩十分容易离层，底板出水严重的情况大致工人们在施工过程中不得不穿上防雨衣才能应对恶劣的施工环境。这就一定程度上影响了施工的进度甚至施工人员的工作情绪，以至于施工过程中巷道掘进工作面因积水严重，而造成迎头打眼放炮工作无法如期进行。（2）掘进施工过程中巷道的爆破水平相对较差，成形无法满足预定目标，导致无法进行一次性成巷、二次排底工作。（3）施工效率低下。由于无法进行平行掘进作业，施工过程中的实际效率仅维持在每月60 m的范围。（4）施工设备落后。该矿二水平北一压风量无法满足迎头作业的实际需求，只能一次出一车矸石，且承重量仅为55 kw。

2 下山巷道掘进技术的优化改进措施

鉴于工期安排较紧的现实，为尽可能地保证各项施工的顺利开展，预定将下山巷道掘进技术在9 h之内进行一次正规、彻底的掘进循环。此过程中，要保障相关设备在施工现场能够安全运作的前提下，提高掘进效率并且显著降低工人的劳动强度。为实现预定目标，在改进、优化过程中，该矿具体着眼于以下几个方面。

2.1 防止跑车的安全措施

（1）采用安全绳法。提升钢丝绳的尾部钩头以上联结一根环形的钢丝绳（安全绳）。提升时把安全绳套在矿车上，以免脱钩跑车。

（2）使用挡车器进行防护。重型钢轨弯制成的挡车器，实际上是一种能够架在巷道左右两侧横梁上的挡杆，该防护栏的一大优势便在于能够沿着梁壁回转，安装在横梁两侧可以实现自由伸缩的套管在情况各异的巷道内均可以方便使用。具体工作流程如下：在进行矿车提升时，矿车直接将挡杆带起，一旦矿车顺利通过，挡车器便会因为自重而落如预订轨道上，放置出现跑车现象。

2.2 排水工作作为重中之重应高质量完成

在进行下山巷道掘进过程中，工作面大范围的出现积水除却为施工的正常开展增添许多不必要的辅助工作，还会因为恶劣的工况环境，为保证施工质量带来很大的困难。因此，在处理排水过程中，必须增强思想认识，将其作为重中之重予以落实、完成。第一步，要确保下山联络巷道向下山的渗水被切实堵绝。使用堵、排的方法实现巷道顶底板、工作面加固处理。对于涌水量小于5 m3/h的情况，利用矿车以及箕斗随矸石直接排出水流。超过此指标的情况，就应该通过在工作面以上安装水泵、铺设管路的方法进行排水。

2.3 对出矸系统进行进一步的优化改进

通过选用“迎头耙矸机皮带机梭车矿车电机车”的出矸方式，进行全程的机械化运作，完成矸石利用迎头耙矸机顺利的装载到75 kw的皮带机内，并经此进入梭车传送到矿车中，最后由电机车完成传输任务，经过改良后的传输系统不仅更加的高效、简便，而且能保证车皮在相对较短的时间内进行周转，提高出矸效率。同时，该系统的改进还能够有效地保障运输安全，对于提高排矸能力也做出了极大的贡献。梭车的有效参与，更是将以往施工过程中较多的矸石影响施工进度的问题及时解决。

2.4 对爆破工艺进行优化改良

（1）在进行打眼作业过程中，要根据具体的施工情况，与迎头打眼处放置3部风钻，科学规划凿岩机的位置放置，同时定眼位、定人、定钻，将迎头炮眼划分为四个区域，打眼工对眼位要进行固定，并根据实际的爆破效果做出所打炮眼的深度、角度判定，通过及时的回馈，完成爆破效率的提高。（2）为提高岩巷掘进的进度，要适当运用深孔爆破技术加深炮眼的深度，通过爆破岩石量的增加，为打眼装岩的辅助时间进行有效压缩，提高整体的掘进效率。（3）为确保掏槽的有效深度能够被加深加大，可以利用双阶楔型掏槽，掏槽眼与中间眼相比要浅200～300 mm，装2支药卷，余下的长度使用粘土炮泥以及水炮泥进行封堵，在此基础上，进一步抛出存在于掏槽的残余岩石。

3 结论

煤矿下山巷道的掘进是一项十分重要、艰巨的系统工程，为确保高效、快速的完成掘进工作，施工单位应当积极改良施工方法与施工技术，通过多重防护措施的有效组合与运用，在具体的施工过程中，效果是十分明显的。

参考文献

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