斜井快速掘进

摘要：煤矿的开拓方式一般分为立井、斜井、平硐、露天和综合开拓方式，当煤层埋层离地面不太深时多采用斜井开拓方式或者综合开拓方式。

中图分类号：TD55 文献标识码：A

斜井与立井相比，建井工期短、投资少，特别在大型矿井中，斜井所占比例不断扩大，尤其是强力皮带运输机的运用，使得斜井开拓方式被越来越多的矿井使用。

我国煤矿斜井平均月进尺水平不高，在50米/月左右徘徊。据统计斜井工程量只占煤矿建井总工程量的3%~13%，但是斜井井筒的施工工期却占矿井建设总工期的35%~50%，因此提高斜井的掘进速度对加快矿井建设，缩短煤矿建设周期具有重要意义。

关键词：斜井、大断面、快速掘进、大坡度

1引言

山西省潞安集团某整合矿井技改工程为立—斜开拓。斜井全长647米，倾角21°。原副立井提升人员和材料，斜井为煤/矸提升井，为了达到技改工程完工目标，斜井的快速掘进意义重大。

2斜井掘进地质条件

斜井从地表到2号煤层要穿过多个岩层，其中2号煤层上主要有含水层K8和K9，水文地质条件简单，涌水量不大，此段岩层小构造较为发育，对岩层形态影响不大，没有发现较大断层。岩石硬度系数f=5~6。

3斜井快速掘进设计

3.1斜井断面设计

斜井断面尺寸是根据斜井的用途和通过该斜井的运输设备类型、数量、人行道宽度和各种间隙要求，并考虑水沟、管路、电缆等设施设备的合理布置，并用通过井巷的允许风速校对后确定。斜井设计选用拱形断面，净宽为5m，净高3.8m，断面15.2m2。

3.2斜井掘进准备工作

（1）斜井掘进配套设备。ZWY-120型煤矿用挖掘式装载机1台，配6m3自动前卸式箕斗；DJE-1型激光指向仪1台；JS-1000型强制式搅拌机1台；FDBN6.3局部通风机2台，一用一备；SA-120A型压风机1台；转Ⅶ型喷浆机1台；YT-28型凿岩机4台；200QJ50-52/4型潜水泵2台，一用一备，BQF-50/25型风泵2台。

（2）斜井掘进前准备工作。施工前的准备工作包括技术准备、工程准备、物资和劳动力准备。首先通过调查研究，编制施工组织设计，然后根据工程进度要求，进行物资准备，组织斜井掘进队伍，其中，凿岩工6人，出渣6人，辅助修理4人，绞车工3人，三班倒，空压机司机1人。

4斜井快速掘进

4.1制约斜井快速掘进的因素

（1）凿岩爆破效率。一次成巷质量是制约掘进速度的主要工序。采用合理的凿岩爆破参数，可以提高凿岩爆破效率，实现斜井快速掘进。凿岩爆破的块度，使用合理的爆破参数，控制爆破块度过大或者过小，既能减少二次破碎的时间，又能节约火工品的使用量，从而降低掘进成本。

（2）斜井掘进中的辅助时间。采用DJE-1型激光指向仪，减少斜井调线的时间，也确保斜井的施工质量。掘进每30-50m由地测科进行校对，对斜井走向进行核查。提高掘进方向的准确度。

（3）喷浆支护的回弹率。一次成巷的循环中，凿岩、爆破、临时支护、装岩几个工序时间基本已定。影响快速掘进的工序就在于喷浆支护，回弹率越大，使用运输料越多，本工序耗时越长，影响下一个工序进行。严格控制速凝剂、水泥、水配比以及风压是减少回弹率的关键之一。施工人员的喷浆技术也影响回弹率，主要是喷头与工作面的夹角，保持在80°~-80°。

（4）超挖欠挖。超挖造成出渣量增加，时间也同样增加，并且是喷浆支护的时间增加。欠挖造成二次凿岩爆破，增加施工时间。

4.2斜井快速掘进工艺

4.2.1提升运输

装岩采用ZWY-120型煤矿用挖掘机装载机，矸石由装载机装入6m3自动前卸式箕斗，提升出井后，翻入地面矸石仓，再由轮式装载机运至排矸场地，定期由汽车运至矸石场。

4.2.2DJE-1型激光指向仪安装和校核

在距斜井掌子面50m，斜井顶部打固定锚杆用来安装激光指向仪。安装时，利用J2经纬仪给出斜井设计方位和坡度，然后调装激光指示仪，并且一周校验一次，以免受爆破震动或人为调动改变斜井方位。

4.2.3凿岩爆破参数优化

根据斜井井筒穿过的地质条件，打眼采用YT-28型高频凿岩机，并配以ф42mm“一”字型钻头，钻杆长2.5m。

掏槽采用锥形布置，炮眼深度2.2m，周边眼、辅助眼为2m，底眼倾角3°~5°。为了加快打眼速度，提高钻眼布置方向的准确度，以激光指向仪指向，按炮眼布置图进行轮尺布眼，采用分片、分区分工打眼，缩短打眼工时。

爆破采用煤矿许用炸药岩石乳化炸药，规格为直径ф35mm，长200mm，重量150g。封孔采用水泡泥，长度不小于500mm。

4.2.4ZWY-120型煤矿用挖掘式装载机应用

（1）ZWY-120型煤矿用挖掘式装载机装载能力为120m3/h，行走速度为0.25m/s，适用坡度≤32°，最大物料通过尺寸（宽ⅹ高）620mmⅹ720mm，此型号装载机具有结构简单，操作容易，安全可靠，生产效率高的特点。为了提高实际使用效率，必须控制爆堆的范围和岩石破碎效果，以便节约装载机集中物料和装载时间。

（2）爆破后，将挖掘式装载机移动至爆堆前3m处，清理碎石，然后用绞车将箕斗放置装载机尾部距离装载机尾部1.5~1.8m处装岩。箕斗后部矸石堆放满后，绞车再向下放置1.2~1.3m，提高箕斗装满系数，但是不得超过额定系数，防止运输时掉出矸石伤人。

4.3斜井快速掘进通风、压风与供排水

施工时采用压入式通风，根据炮烟计算最长工作面风量为362m3/min，FBDNo6.3型对旋式风机有效供风量为434.4 m3/min>362,满足要求。通风机2台（一用一备）布置在井口右侧20m处，使用2m钢架支撑，双电源供电，使用600mm风筒，每节25m，拐弯处使用专用拐弯风筒。

YT-28凿岩机1台耗风量4m3/min，转Ⅶ喷浆机1台耗风量8m3/min，BQF-5 0/25风泵1台耗风量2.5m3/min。风动工具同时利用系数k=0.85，风动工具机械磨损系数α=1.05，管路漏风系数β=1.05，高原修正系数γ=1.05。压风风量计算Q=αβγΣnQ1k=52.2 m3/min，打眼时用风量最大52.2 m3/min，考虑大断面快速掘进多工种平行作业及风压降效等因素影响，选择SA-1201A型压风机最大供风量为60 m3/min，可以满足作业要求。压风机房布置在井口右30m处，压风管路使用ф159ⅹ4mm钢管。

工作面日耗水量120m3，采用ф57ⅹ3.5mm无缝钢管向井下供水，作为凿岩、灭尘供水。

工作面的涌水量小于10 m3/h，工作面的积水使用风动潜水泵将水排至临时水仓，再经DM50-80ⅹ3型卧式泵接力方式排至地面泄入水沟。

5快速掘进实践

（1）日掘进指标

（2）月掘进进尺

备注：表层段80米施工暂不计入施工。

6、结束语

（1）激光指向仪定向，既保证斜井设计的指标，又减少传统的三点定向的误差和时间，增加了斜井快速掘进的有效作业时间。

（2）爆破参数合理，从炮孔布置、凿岩、炸药的使用都经过不断的研究、总结。减少二次破碎的时间，减少超挖和欠挖。

（3）严格控制回弹率，对水泥、砂石、水量、速凝剂等参数的利用要合理，及时在施工中发现问题，解决问题。

（4）设备维护，尤其是提升绞车系统的维护检修以及钢丝绳的及时更换，保证安全施工。

（5）施工组织，煤矿斜井掘进考虑到各个方面的工作，必须合理组织安排，否则将造成窝工，甚至造成事故。加强通风、排水、供电、给水、瓦斯监测等的管理也是快速掘进的有力保证。

。

参考文献：

[1] 黄以寿.大断面岩巷掘进的几点体会.煤矿现代化.2006年第3期.