大断面斜井快速掘进技术在金家渠煤矿的应用

【摘 要】 介绍了神华宁夏煤业集团公司金家渠煤矿大断面斜井快速掘进工艺及配套设备，以及掘进工艺技术特点。

【关键词】 大断面 斜井 快速掘进 挖沟机 激光指向仪

1 工程概况

神华宁夏煤业集团公司金家渠煤矿主斜井倾角16°，斜长1895m，掘进断面21.6m2。所穿岩层主要有松散沙层组、土层组、风化岩组、煤层岩组、粉砂岩与泥岩互层组和砂岩组；同时还穿过第四系孔隙潜水含水层（Ⅰ）、侏罗系中统直罗组砂岩裂隙～孔隙承压水含水层（Ⅱ）、侏罗系中统延安组2～6煤间砂岩裂隙～孔隙承压含水层（Ⅲ）。通过实测得知，平均涌水量6m3/h，最大涌水量为18.7m3/h。

2 制约掘进进度的因素

（1）地质条件较差。岩层交替频繁、破碎带多、裂隙水多、围岩淋水面广、迎头容易积水，采用风泵、潜水泵很难直接将水排尽，迎头积水给打炮眼、耙装矸石都造成巨大难度，耗费大量人力、物力、时间，并影响安全。

（2）巷道断面大， 运输距离长，运输能力低。下山掘进的拔装速度慢，同时矸石的运转和装在是掘进工程中最繁重、最费时的工序，在正常情况下，这一工序约占掘进循环时间的45%左右。循环运输时间长，运输量较小，危险度大。同时，巷道断面大，打眼量多，所用时间较长。

（3）单循环进度低。采用浅眼爆破，炮眼深度小，爆破参数缺少时效性，单循环进度低，成了掘进的最大障碍。

（4）工序安排不合理，锚杆支护时间紧，设备影响。巷道采用锚网喷+锚索进行联合支护，爆破后，首先进行锚网支护，排矸后进行初次喷浆支护。锚喷时间安排不合理，也是影响巷道进度的一大因素；设备多，尤其是排水设备，容易损坏，严重影响巷道的进尺。

3 快速掘进技术

3.1 施工装备见表1。

3.2 施工工艺

采取“滚班”制与“三八”制混合作业，工作面迎头打眼、放炮、打锚杆、耙岩、初喷等为“滚班”制作业，而运输、复喷、机电维护、排水及其它辅助人员为“三八”作业制作。人员搭配上讲究合理、平衡。要求充分了解每一个工人的技能，让其到合适岗位，发挥其最大潜能。同时责任落实到人，分工明确，工序间衔接紧密，改变传统的施工组织，充分利用时空关系，多工序平行交叉作业。如：画轮廓线与掘进前准备平行、装药与撤架收工具平行。这样对推进施工速度和提高施工工效有重要作用。

3.3 爆破工艺

为实现光面爆破，成立一个由于技术员、队长、放炮员、掘进班长共同组建的核心小组。目的是加强工作面的安全、进度管理，做到爆破、支护方式随地层条件变化而改变。严格实行“四定”、“一划”，即打眼工定人、定钻、定眼位、定质量，通过激光指向仪画出轮廓线。要求内部各工种单位一定要保证掘进需要，从而减少内部影响时间，最大限度保证正常快速施工。采用“楔形双掏槽方式”，确保掏槽眼爆破形成足够的自由面，提高掏槽效果。装药采取正向装药，串联方式联线，起爆器使用MFB-200型。图1为炮眼布置图，表2为爆破参数图表。

3.4 支护管理

采用锚网喷+锚索支护。锚杆间排距800×800mm，三花眼布置。锚杆规格：φ20×2000mm螺纹钢锚杆，每根锚杆安装4节Z2335树脂药卷。锚杆托板规格：120×120×10mm。锚索间排距：2000×2000mm，锚索规格：φ15.24×7000mm钢绞线，每根锚索安装4节Z2335树脂药卷。金属网为φ6.5mm钢筋焊制，网孔规格：100×100mm。喷浆厚度120mm，强度C20。巷道铺底厚度为200mm，砼强度等级C20。

3.5 快速排矸，快速运输

（1）挖沟机距工作面的距离要控制在5～15m内，巷道每掘进一个循环。移1次挖沟机，装矸的时间。

（2）为缩短运输的时间，采用6m3前卸式箕斗，不摘挂钩，直接出地面自动卸矸到砂仓，再由汽车运至排矸场。

3.6 机运设备维护、备用

为保证巷道正常施工，必须对易损易坏件进行备用。尤其是水泵，每个水仓安装两台水泵，一台工作，一台备用。使设备一直处于良好的运行状态。安排专职人员进行管理。 同时做好轨道的日常维护，确保运输顺利。

3.7 实行月检、旬检措施，确保工程质量

在施工中坚持全面质量管理， 严格施工工序， 紧抓过程控制，每周周二进行一次安全质量大检查，每月月末进行全面检查验收，切实掌握现场情况，选择合适时间进行验收检查， 做到有问题快速处理，不影响正常掘进施工。

3.8 制定完善的薪酬管理办法

增加职工收入，广泛调动职工的工作积极性，在制定薪酬管理办法时，强调施工实际完成进尺与计划进尺的均衡和统一，计划进尺的编制已逐步科学化、专业化进一步提高了施工计划的指导性，加强对施工计划执行过程的监督检查，提高施工完成进尺计划的自觉性和紧迫感。同时，为广泛调动掘进员工的积极性， 提高掘进单进水平，制定了一系列的激励办法。

4 结语

经实践证明，以上岩巷快速掘进方案，取得了单循环进度达到1.6～1.8m，每天完成2个循环的好成绩。但是也存在一些不足之处，平行作业时的施工人数多，管理上难度大；凿岩机打眼占用的循环时间多，施工队伍素质存在一定的差异，人员流动性较大。在以后的工作仍需不断改进、提高。通过实践提出几点建议：

（1）合理利用时空关系， 实行光面爆破， 提高正规循环率，是提高岩巷掘进单进的根本途径。

（2）合理使用平行交叉作业方式， 可以达到快速高效的效果。

（3）要实现岩巷快速掘进，必须走机械化发展之路，提高掘进机械化装备水平。

（4）要实现岩巷快速掘进，必须走直通化运输之路，提高运输速度，为提高单进提供保障。

（5）提高施工队伍综合管理水平，是实现快速掘进的坚实基础。