岩巷炮掘工艺工序创新优化研究和应用

李欣++韩亚军

摘 要 通过设备的选型与配备，工序间的紧密衔接及平行作业，成功实现了长距离开拓岩巷的皮带连续接车排矸，充分利用工序、工时，提高了矿井炮掘岩巷的快速掘进，有利于矿井提升运输的安全管理，提高了巷道施工进度。

关键词 岩巷；皮带连续接车；排矸；研究；应用；工序衔接

中图分类号：TD263 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）19-0161-03

为充分发挥人力资源优势，进一步优化劳动组织和工艺工序，提升单进水平和劳动效率，近期，生产处结合矿区专业特点，首先从岩巷炮掘工艺入手，在施工工艺创新、劳动组织安排、工时工序衔接等方面进行调整优化，并形成了岩巷炮掘快速掘进实施方案。

以蒋庄煤矿南十一采区运输机下山巷道炮掘施工为例，具体说明如下。

1 巷道施工条件

1.1 基本情况

南十一采区主要运输机下山，设计长度900 m，布置在3下煤底板至十下灰之间岩层中，穿层掘进，坡度：-10°～-14°，锚网喷支护，掘进断面12.46 m?，直墙圆弧拱形，净宽度3.9 m，净高度3.6 m。

1.2 支护参数

每排布置11根左旋预应力全螺纹阻尼锚杆，规格为φ18×2000 mm，锚固剂型号为CK2870，每根锚杆使用1支锚固剂。锚杆间排距为1000×1000 mm，喷浆厚度为70 mm。钢筋网规格为长×宽=2000×1000 mm、使用φ6 mm的钢筋焊制、网格为110×110 mm的钢筋网，每排5片。喷浆厚度70 mm，初喷距迎头不得超过6 m，复喷距迎头不得超过20m，初喷厚度为30～50 mm，复喷后总厚度不低于70 mm。

临时支护采用3根前探梁，前探梁选用厚壁、无锈蚀、不弯曲、无变形的、规格为3吋（φ89 mm）、长度4.0 m的钢管。

2 需要解决的主要问题

2.1 排矸时间长、速度慢

岩巷炮掘施工，采用耙装机、绞车配合矿车运输，排矸和出货速度慢，每班排矸的时间在占到总工作时间的1/2以上。

2.2 工序衔接不紧密、工时利用不紧密

巷道施工中耙装机扒装时，人员只能在后路进行等待，无法从事其他工序，在扒装期间和迎头打钻及支护期间未能做到时间上的紧密衔接，出现了时间浪费。

3 拟采用的施工方法

该巷道采用钻眼爆破法施工，光爆锚喷。采用正台阶方式施工，台阶长度为5 m。耙装机排矸，后路实现皮带连续运输，皮带机头接车，上平巷电瓶车运输。

4 设备配置

1）采用整体托移式耙装机扒装，后部配置皮带实现连续运输，提高排矸出货速度，同时移机整修移机时间大大缩短。

耙装机在每次整修前移过程中，通过耙装机自身的涨紧绞车的牵引，30 m范围内快速平稳的将耙装机自移式移动到迎头，减少了采用绞车牵引长距离移机时间。挪移耙装机几乎不占用生产时间。

2）采用大功率绞车设备。

掘进后路采用JD—55型绞车，每次能提4个重车，而且速度比较快。特别是在喷浆班施工时，后路的提升运输效率高，为皮带架管的安装和皮带搭接其他工序施工节省了大量时间。

整体自移式耙装机

皮带机头接车示意图

5 具体实施方案

5.1 劳动组织

正确选用和确定劳动组织形式、工种人数，配备足够的施工力量，并重点考虑各工种的工时与各工序之间精密衔接，实现多工序平行作业，这对施工速度和效率的提升至关重要。

采用“四六”制正规循环作业方式，三掘一喷（喷浆班与整修班合并），即三个生产班和一个喷浆班（兼检修班）。

掘进班只负责掘进、支护工作；喷浆班负责喷浆及移机整修工作；运料组负责将料从后路料场运至迎头料场；检修班负责设备检修、接电缆、上皮带、管子敷设、电缆吊挂等；道工负责轨道铺设至耙装机后10m处。各工种分工明确、责任清晰、各司其职、相互配合，实现了一次成巷。

掘进班每班定员人数11人。其中迎头支护工5人（包含爆破工1人）、耙装机司机1人，后路辅助工按需要定员，出勤率按80%计算，实际出勤9人，喷浆班（兼检修班）每班定员14人。

生产班组定员11人，人均月休班5天，班组全共休班55个天，平均每天休2人次（55÷30=1.83≈2人），实际生产班组每天出勤9人。

5.2 爆破参数

根据岩性条件设计爆破参数。现场施工中，严格执行爆破图表，实施光面爆破，使炮眼利用率达到最最佳，巷道成型达到设计要求。

结合该巷道特点，炮眼深度选择1.7 m，循环进尺不低于1.5 m。有条件的地点要坚持中深孔爆破。

5.3 多工序平行交叉作业

在实际掘进施工过程中，钻眼、排矸、支护等工序工作量大、用时最长（钻眼约用时130分钟；正常1.5 m进尺的支护和装岩约用时110分钟是主要工序，分别占总工时的36.1%和30.55%；第二班次进尺1.5 m需支护2排锚杆，支护用时为150 min）。解决好这三个主要工序平行作业问题是提升效率的

关键。

具体做法如下。

1）交接班、安全检查、开工前准备平行作业。

2）施工炮眼，上下台阶定人定钻、平行作业。

3）爆破后，迎头临时支护与防尘洒水平行作业。

4）上部台阶顶板锚杆支护与下部台阶装岩平行作业（扒装区域始终距离迎头6 m以上安全距离）。

5）下部台阶帮部锚杆支护与下一班组交接班时间平行作业（掘1.5 m需支护2排）。

6）迎头喷浆与后路检修、掘砌水沟平行作业。endprint

5.4 工序工时利用

主要工序时间安排如下。

1）炮眼施工（130min）：共计78个炮眼，炮眼深度1.7 m（掏槽眼1.9 m），迎头定人定钻安排三部钻打眼（如果人员充足也可安排4部钻），每个岩石炮眼从定炮开始计时，到炮眼成型结束平均每炮眼用时5分钟，合计用时约130分钟左右。

2）装药放炮环节（20 min）：炮眼装药、封泥、连线、检查瓦斯用时约20分钟；迎头班长安排警戒人员站岗，并清点人员到躲炮地点；班组长、瓦检员、放炮员严格执行“三人连锁放炮”制度。

3）放炮通风（10 min）：人员在警戒线外新鲜风流中躲炮，待炮烟吹散后，班长通知撤岗，人员方可进入迎头施工。

4）临时支护（20 min）：临时支护与防尘洒水可以平行作业，用手稿找型，顶网要提前铺设在前探梁上并与用铁丝连接牢靠。

5）扒装迎头（30 min）：迎头回头轮固定，扒装迎头矸石，为迎头支护造条件。

6）顶板及帮部支护：

①正常掘进1.5 m，顶板及帮部支护1排锚杆（110 min）：耙装机回头轮挪移至后路，迎头支护可以与后路排矸平行作业。顶板、两帮联网用时10分钟，每棵锚杆从打眼到安装完毕用时9分钟左右，平均用时110分钟。。

②接班迎头控顶0.5 m后，掘进1.5 m，顶板及帮部支护2排锚杆（150 min）：耙装机回头轮挪移至后路，迎头支护可以与后路排矸平行作业；与下一班次交接时，利用与下班施工交接班时间和此班组支护下部支护平行作业，两帮联网用时4分钟，施工4颗锚杆，每棵锚杆从打眼到安装完毕用时9分钟左右，平均用时40分钟，共用时150 min。

7）后路排矸（110 min）：将矸石扒出迎头后，在不影响迎头支护的情况下进行后路排矸作业，本工序可以持续至下个生产班交接时间。

按每日循环数3个，循环进度1.5 m，循环率为90%，日进度4.5 m，月进度为：30×4.5×90%=121.5（m）。

6 保障措施

1）岩巷掘进进度，还主要受制于后路排矸系统的顺畅程度，在确保迎头工序工时充分利用、合理衔接的同时，保证矿车充足供应也是提升掘进单进水平的关键因素。矿井要统筹安排，协调好生产、运输的关系，避免造成车皮供应不足、人员浪费现象。

2）施工工序和工时安排也不是一成不变，要及时根据现场条件、生产环节、施工人员的变化，要及时调整劳动组织，确保人员配备最佳化、工时利用最大化。

3）加强职工的日常性管理，严格控制人员出勤，确保迎头直接工的正常出勤；在薪酬考核上要向主要工种、艰苦岗位倾斜，提高职工积极性。

4）加强设备管理是保证开机率的重要保证。坚持正常的设备维护和检修，严格执行班检、日检、旬检、月检制度，对耙装机、皮带机等设备进行强制检修，保证机械设备在完好状态下运行，从而保证快速掘进，不发生中断事故。

5）加强职工的业务培训，着力提升职工队伍素质。通过技术比武、岗位练兵等多种形式，开展岗位技能培训，全面提高员工的技术素质、操作水平；实施金蓝领以师带徒工程，培养出一批业务精素质高的人才。

作者简介

李欣，1997年毕业于中国地质大学工程测量专业，一直从事煤矿生产掘进工作。

韩亚军，2002年毕业于山东科技大学，从事煤矿掘进生产多年，曾发表《岩巷皮带连续接车排矸的技术研究与成功应用》等多项科技创新型论文。endprint

5.4 工序工时利用

主要工序时间安排如下。

1）炮眼施工（130min）：共计78个炮眼，炮眼深度1.7 m（掏槽眼1.9 m），迎头定人定钻安排三部钻打眼（如果人员充足也可安排4部钻），每个岩石炮眼从定炮开始计时，到炮眼成型结束平均每炮眼用时5分钟，合计用时约130分钟左右。

2）装药放炮环节（20 min）：炮眼装药、封泥、连线、检查瓦斯用时约20分钟；迎头班长安排警戒人员站岗，并清点人员到躲炮地点；班组长、瓦检员、放炮员严格执行“三人连锁放炮”制度。

3）放炮通风（10 min）：人员在警戒线外新鲜风流中躲炮，待炮烟吹散后，班长通知撤岗，人员方可进入迎头施工。

4）临时支护（20 min）：临时支护与防尘洒水可以平行作业，用手稿找型，顶网要提前铺设在前探梁上并与用铁丝连接牢靠。

5）扒装迎头（30 min）：迎头回头轮固定，扒装迎头矸石，为迎头支护造条件。

6）顶板及帮部支护：

①正常掘进1.5 m，顶板及帮部支护1排锚杆（110 min）：耙装机回头轮挪移至后路，迎头支护可以与后路排矸平行作业。顶板、两帮联网用时10分钟，每棵锚杆从打眼到安装完毕用时9分钟左右，平均用时110分钟。。

②接班迎头控顶0.5 m后，掘进1.5 m，顶板及帮部支护2排锚杆（150 min）：耙装机回头轮挪移至后路，迎头支护可以与后路排矸平行作业；与下一班次交接时，利用与下班施工交接班时间和此班组支护下部支护平行作业，两帮联网用时4分钟，施工4颗锚杆，每棵锚杆从打眼到安装完毕用时9分钟左右，平均用时40分钟，共用时150 min。

7）后路排矸（110 min）：将矸石扒出迎头后，在不影响迎头支护的情况下进行后路排矸作业，本工序可以持续至下个生产班交接时间。

按每日循环数3个，循环进度1.5 m，循环率为90%，日进度4.5 m，月进度为：30×4.5×90%=121.5（m）。

6 保障措施

1）岩巷掘进进度，还主要受制于后路排矸系统的顺畅程度，在确保迎头工序工时充分利用、合理衔接的同时，保证矿车充足供应也是提升掘进单进水平的关键因素。矿井要统筹安排，协调好生产、运输的关系，避免造成车皮供应不足、人员浪费现象。

2）施工工序和工时安排也不是一成不变，要及时根据现场条件、生产环节、施工人员的变化，要及时调整劳动组织，确保人员配备最佳化、工时利用最大化。

3）加强职工的日常性管理，严格控制人员出勤，确保迎头直接工的正常出勤；在薪酬考核上要向主要工种、艰苦岗位倾斜，提高职工积极性。

4）加强设备管理是保证开机率的重要保证。坚持正常的设备维护和检修，严格执行班检、日检、旬检、月检制度，对耙装机、皮带机等设备进行强制检修，保证机械设备在完好状态下运行，从而保证快速掘进，不发生中断事故。

5）加强职工的业务培训，着力提升职工队伍素质。通过技术比武、岗位练兵等多种形式，开展岗位技能培训，全面提高员工的技术素质、操作水平；实施金蓝领以师带徒工程，培养出一批业务精素质高的人才。

作者简介

李欣，1997年毕业于中国地质大学工程测量专业，一直从事煤矿生产掘进工作。

韩亚军，2002年毕业于山东科技大学，从事煤矿掘进生产多年，曾发表《岩巷皮带连续接车排矸的技术研究与成功应用》等多项科技创新型论文。endprint

5.4 工序工时利用

主要工序时间安排如下。

1）炮眼施工（130min）：共计78个炮眼，炮眼深度1.7 m（掏槽眼1.9 m），迎头定人定钻安排三部钻打眼（如果人员充足也可安排4部钻），每个岩石炮眼从定炮开始计时，到炮眼成型结束平均每炮眼用时5分钟，合计用时约130分钟左右。

2）装药放炮环节（20 min）：炮眼装药、封泥、连线、检查瓦斯用时约20分钟；迎头班长安排警戒人员站岗，并清点人员到躲炮地点；班组长、瓦检员、放炮员严格执行“三人连锁放炮”制度。

3）放炮通风（10 min）：人员在警戒线外新鲜风流中躲炮，待炮烟吹散后，班长通知撤岗，人员方可进入迎头施工。

4）临时支护（20 min）：临时支护与防尘洒水可以平行作业，用手稿找型，顶网要提前铺设在前探梁上并与用铁丝连接牢靠。

5）扒装迎头（30 min）：迎头回头轮固定，扒装迎头矸石，为迎头支护造条件。

6）顶板及帮部支护：

①正常掘进1.5 m，顶板及帮部支护1排锚杆（110 min）：耙装机回头轮挪移至后路，迎头支护可以与后路排矸平行作业。顶板、两帮联网用时10分钟，每棵锚杆从打眼到安装完毕用时9分钟左右，平均用时110分钟。。

②接班迎头控顶0.5 m后，掘进1.5 m，顶板及帮部支护2排锚杆（150 min）：耙装机回头轮挪移至后路，迎头支护可以与后路排矸平行作业；与下一班次交接时，利用与下班施工交接班时间和此班组支护下部支护平行作业，两帮联网用时4分钟，施工4颗锚杆，每棵锚杆从打眼到安装完毕用时9分钟左右，平均用时40分钟，共用时150 min。

7）后路排矸（110 min）：将矸石扒出迎头后，在不影响迎头支护的情况下进行后路排矸作业，本工序可以持续至下个生产班交接时间。

按每日循环数3个，循环进度1.5 m，循环率为90%，日进度4.5 m，月进度为：30×4.5×90%=121.5（m）。

6 保障措施

1）岩巷掘进进度，还主要受制于后路排矸系统的顺畅程度，在确保迎头工序工时充分利用、合理衔接的同时，保证矿车充足供应也是提升掘进单进水平的关键因素。矿井要统筹安排，协调好生产、运输的关系，避免造成车皮供应不足、人员浪费现象。

2）施工工序和工时安排也不是一成不变，要及时根据现场条件、生产环节、施工人员的变化，要及时调整劳动组织，确保人员配备最佳化、工时利用最大化。

3）加强职工的日常性管理，严格控制人员出勤，确保迎头直接工的正常出勤；在薪酬考核上要向主要工种、艰苦岗位倾斜，提高职工积极性。

4）加强设备管理是保证开机率的重要保证。坚持正常的设备维护和检修，严格执行班检、日检、旬检、月检制度，对耙装机、皮带机等设备进行强制检修，保证机械设备在完好状态下运行，从而保证快速掘进，不发生中断事故。

5）加强职工的业务培训，着力提升职工队伍素质。通过技术比武、岗位练兵等多种形式，开展岗位技能培训，全面提高员工的技术素质、操作水平；实施金蓝领以师带徒工程，培养出一批业务精素质高的人才。

作者简介

李欣，1997年毕业于中国地质大学工程测量专业，一直从事煤矿生产掘进工作。

韩亚军，2002年毕业于山东科技大学，从事煤矿掘进生产多年，曾发表《岩巷皮带连续接车排矸的技术研究与成功应用》等多项科技创新型论文。endprint