斜巷大断面快速掘进技术应用与研究

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摘要：对煤矿斜巷大断面施工工序予以说明，科学合理组织施工，加强施工中的细节管理，提高钻爆施工工艺水平。

关键词：斜巷掘进 施工技术 现场管理

0 引言

光面爆破是煤矿岩巷施工中最为普遍的施工技术，但是光面爆破技术却受到设备、施工管理以及钻爆工艺水平等因素的影响。而且这三种因素之间却存在一定的关联，根据施工实践可以发现：机械设备是光面爆破的基础，施工组织管理水平是光面爆破施工实现的条件，钻爆技术是施工的关键。

1 工程基本概况

赵家寨煤矿14采区回风上山设计断面大，巷道围岩坚硬，采用锚网喷+锚索联合支护，净宽5.4m，净高4.3m，喷厚为150mm。锚杆间距800×800mm，成梅花形布置；锚索间距2000×1000mm，断面内布置2根，拱部两侧各1根。矿井水文地质以断层水为主，矿井正常涌水量估测200m3/h。巷道顶板以细、中粒砂岩、砂质泥岩为主，底板为砂质泥岩、中粒砂岩、石灰岩。

2 工程施工中存在的主要问题

该巷道自开工以来由于围岩坚硬，掏槽效果差，施工组织水平不高，掘进效率不高，一般月进尺在70m左右，从而制约着矿井的投产工期。另外，巷道掘进速度还受制于运输系统的出矸能力，如不加大出矸能力，现有条件很难实现高效优质快速掘进的目的。

3 工程施工方案

面对当前的主要问题，现决定从机械设备、施工作业模式、爆破技术以及施工组织等方面进行必要的改革。

3.1 装备配置。工作面同时使用5台YT28凿岩机，另外备用一台，以提高打眼速度，确保缩短凿岩时间；延长耙碴机的装车长度，采用两个矿车同时装矸，从而提高出矸速度，节约时间，提高掘进效率。

3.2 施工工艺与作业方式。斜巷施工采用正台阶掘进施工。在进行施工工艺作业时要依据施工现场的设备以及技术水平等采取科学的施工模式，采用“三八”“四六”制施工模式，改变传统的施工工艺，实现施工作业的效率。

由于进尺加大，排矸量增加，排矸在工序中占用时间较多，必须保证矿车运送及时，减少“排矸”工序影响。在不影响其它工序的情况下，尽可能平行作业，提高排矸效率。同时，在工作面一定位置开一个临时道岔，以存放两个空车，从而提高出矸速度。

3.3 爆破参数设计。采用2m深炮眼掘进爆破，每循环进尺不小于1.7m。掏槽方式在软、中硬岩层中采用楔形掏槽。因此，本方案中凿岩采用2.5m规格的钎杆，炮孔深度为2m，其中掏槽眼眼深比其它炮眼深200mm，同时打眼时应注意炮眼角度、深度。炮眼布置、掏槽方式及掏槽眼布置、起爆顺序、装药量应严格按爆破说明书进行，以保证达到预期爆破效果。应注意的是，爆破参数的设定不要单独依靠理论数据，而是要结合实际的岩性做出相应的变化，才能实现最好的爆破效果，最终达到增加月进尺的目的。

3.4 劳动组织优化。为达到快速掘进的目的，做到月进100m以上，现根据施工场所、机械设备以及管理水平等，安排施工组织，掘进班采用“三八”制工作制，七个小时迎头掘进，一个小时初喷，每天完成三个正规循环。喷浆班与掘进班共同工作，完成巷道喷浆成巷和砌水沟工作。掘进班将施工人员进行分组，采用迎头拱部锚杆支护与后部排矸平行作业，打迎头炮眼与后部出矸平行作业，要求耙碴机的挂钩距离迎头工作面不小于7m，迎头施工与后部拌料、喷浆成巷平行作业。这样前后协调，平行作业，有效缩短循环时间，有利于采用中深孔爆破，进行大循环作业，提高掘进速度。

现有的岩巷钻爆法施工分为锚喷和掘进两大项，在施工中如果这两项采取分开施工的模式就会影响施工进度，因此应该采取“三班掘进，边掘边喷”模式提高掘进速度。当然多工序的平衡作业需要具备足够的施工人员作为保障。

4 支护工艺改革

现有的支护工艺影响掘进速度，且对围岩维护效果不佳，为与新的施工工艺相结合，进行支护工艺改革：将原有支护工艺“工作面爆破后直接锚、网喷”改为“工作面爆破后先打锚杆、挂网――再耙矸机后喷浆成形”。迎头放炮后，摘除悬矸危岩，先扒出迎头矸石至迎头7m左右，按间排距800mm布置锚矸，挂网初喷砼30-50mm厚。喷浆组复喷成型拖后到耙碴机后，喷浆厚度达到150mm设计厚度。

5 加强施工组织管理，实现优质高效掘进

5.1 施工组织依据施工情况以及施工工程的要求进行确定。工程施工形式组织在制定时要分析不同工种的施工用时得以充分利用。实践证明：在巷道快速施工中，将项目施工中的不同工种之间进行优化组合与配置，这样既能保证他们的任务，又能保证不同工种之间的劳作在同一的管理下实现合作，促进项目施工任务完成进度。

5.2 规范岗位责任制，合理配置施工人员，根据不同的工种划分为不同的岗位小组，建立岗位工作制度确保每个工种小组按照既定的规章流程使用一定的工具或者机械设备等在规定的周期内完成岗位要求任务，岗位责任规范有利于形成施工人员、设备、施工地点等方面的制度建设。岗位职责制最主要的特点就是确定岗位责任、任务到组、责任到人，明确施工任务、确保责任意识，最终提高项目施工的质量避免发生安全事故，造成人员伤亡。

5.3 实行严格的工资奖励制度，对于工资奖励要严格按照劳动给予报酬，通过此种计费模式可以促进劳动组织的优化运作，提高施工人员的工作动力。

5.4 施工掘进循环图的编制要严格根据施工机械设备、施工技术以及施工管理等因素，合理评估各施工环节需要的时间以及对潜在的综合施工能力进行预测，进而得出合理的循环方式，一般来说一个班完成的循环应该为一个整数，这样便于在施工中组织。

5.5 为提高施工效率，要采用多工序平行交叉作业模式。通过巷道施工工艺分析，平行作业采取的施工方式主要就是掘进和支护。在巷道快速施工中，组织如下工序平行作业：①交接班与工作面安全检查工作平行作业；②检查中腰线、钻眼准备工作和敷设风水管平行作业；③钻上、中部炮眼与装岩平行作业；④钻下部炮眼与装岩、工作面敷设临时轨道和清洗炮眼平行作业；⑤装药与掩护设备、工具、装岩平行作业；⑥工作面锚杆与装岩平行作业；⑦掘进与砌筑水沟、铺设永久轨道平行作业；⑧掘进和支护的平行作业。

6 应用效果

通过巷道快速掘进的试验研究，分析爆破施工中存在的问题，并且结合相关的理论知识，解决了影响单进水平最关键的爆破、支护两工序中的技术难题，应用完善的施工管理手段、先进的生产工艺、技术等取得了施工的优秀成绩，获得了很好地经济效益，实现了巷道安全优质高效掘进，实际施工中月进尺连续3个月突破了百米，最高达到了109m的良好成绩，取得了较好的社会经济效益。

参考文献：

[1]侯俊华，孙晓成，姚刚.大断面岩石斜巷快速掘进配套设备的应用[J].中州煤炭，2012（11）.

[2]任召臣，姚炜东，邱照辉.大断面岩巷快速掘进施工组织和工艺[J].煤炭技术，2009（04）.

[3]吉永明.大断面岩石斜巷快速施工技术应用[J].中国科技信息，2012（08）.