煤矿岩石巷道掘进技术改良的新技术研究

郭建霖+曹起滔+赵帅

摘要：本文以河南新安煤矿为例，阐述了煤巷高效掘进的技术、组织安排等方面。分析了原有生产中遇到的问题，并在爆破技术、排矸装运系统、锚喷支护系统、施工组织等方面进行了改良，形成了更适合新安煤矿生产的高效掘进技术系统，并初步进行了试验，取得了十分优秀的技术经济效果。

关键词：岩巷掘进；高速高效；优化优选

1 引言

河南能源股份有限公司新安煤矿，其核定生产能力为120W吨，是一座现代化的矿井。其地质条件比较复杂，为保证施工建设中的安全，在实际生产中，除避开构造发育区、对其提前进行注浆加固外，提高工作面工作强度也是重要一点。在提高采煤機推进速度的同时，与其相配套的岩巷快速高效掘进综合配套施工技术显得尤为重要。研究高效掘进技术具有很大的工程意义。本文以具体问题为例，分析了当前生产中存在的问题，并提出了解决办法，在爆破技术、装运系统、支护系统、施工组织方面进行了改良，给高效生产提供了条件。

2 工程施工统计分析

2.1 工程概况

新安煤矿11240下巷里段底板岩巷布置在二1煤层底板以下正巷段638.64m，巷道长度达到728m，巷高（净）2.8m， 巷道近煤段及半煤岩段巷宽（净）3.5m，， 进入煤层底板5m以后巷宽（净）3.3m，巷高（净）2.75m，墙高1.3m，S掘=9.35m2 ，S净=8.56m2。采用YT—28风钻打眼，使用锚杆钻机给拱部锚杆打眼安装，使用的是PZ—5型喷浆湿式喷浆机型号。3#煤矿使用含水炸药，毫秒延期电雷管1～5段，使用正向装药结构，使用MFB—200型发爆器进行一次起爆，串联联线。

2.2 掘进施工关键问题

在对掘进过程的监测中，发现的问题如下所述：

（1） 施工安排不合理。工人无法高效完成掘进支护工作，不能进高效工作；

（2） 支护系统不成熟。初期采用φ18mm圆钢锚杆，大锤安装，锚固力低，预应力不强，进而导致间排距较小，锚杆数量较多，无法保障工作的安全；

（3） 中深孔光面爆破技术不完善。眼深偏小，辅助工序占用有效时间比重较大，限制了爆破速度和掘进速度；

（4） 排矸系统安排不合理。排矸系统线路不够明确，需要尽快改进安排设计。

3 综合掘进技术优选

通过以上问题总结及其分析，经过充分地技术论证，提出了以下有效的快速高效岩巷掘进综合配套技术措施：

3.1 新型锚杆支护系统

永久支护及临时支护采用直径φ20×2000mm等强螺纹钢锚杆（左旋），每根锚杆用2支CK2350锚固剂，锚杆露丝长度为10～40mm，每根锚杆初设锚固力100KN。顶板破碎严重、有淋水、过地质构造带时，可与生产科、地测科等部门联系，补充专项技术措施。

喷射混凝土标号200号，采用PC.32.5号普通硅酸盐水泥砂为中粗砂，米石含杂质不超过2%，含水率4%-6%，米石直径不大于15mm，混凝土中水泥：沙：米石配合比为1：2：2（重量比），速凝剂掺入量为水泥重量的2%～4%。喷射抗压强度为22MPa，抗拉强度为1.6 Mpa。

3.2 中深孔光面爆破技术优化

在新安煤矿11240工作面下巷进行深孔爆破试验表明，根据新安矿具体的施工工况和施工设备使用情况，炮孔深度设计为1.9-2.1米，巷道光面爆破采用周边眼空气柱装药结构，周边眼间距不得超过250mm。炮眼误差不得超过40mm，周边眼全部预留光爆层，光爆层厚度400～500mm，炮眼利用率85%。为岩巷的快速高效掘进提供爆破优势。

3.3 装运系统优化设计

装运设备的设计直接影响了采掘过程中的各项进度。本文详尽阐述了装运系统的实施原则及设计实施方案：

巷道掘进施工中采用PZ-60B型扒斗式扒岩机装岩，机身前方设有照明。扒岩机尾绳轮的固定位置应高出岩堆800～1000mm以上，尾轮用钩挂在固定楔（地锚、地锚绳）上，固定楔长度为600～800mm，固定楔孔深不小于400mm。扒岩机在倾斜巷道内固定时，除4个卡轨器固定牢固外，还应在机身前后方两侧用直径不小于150mm的圆木打两至四根戗杆，以防机身下滑。扒岩机装岩槽上方两侧必须安设封闭式护身栏杆，护身栏杆应用直径不小于6mm的钢筋焊制，网间隙不超过200mm，护身栏高度为500mm。扒岩机距工作面的最大距离为30m，最小距离为6m。耙装作业开始前，甲烷断电仪的传感器，必须悬挂在耙斗作业段的的上方。

3.4 整体工艺参数设计

（1） 作业制度：采用新型作业方式。队干6人，办事员1人，材料员1人。

（2） 设备配备：风钻使用YT—28型，喷浆湿式喷浆机采用PZ—5型，使用锚杆钻机给拱部锚杆打眼安装。

（3） 巷道断面及支护参数：巷道近煤段及半煤岩段采用36U型可缩性支架（旧36U改造）支护断面进入煤层底板5m以后巷道采用直墙半圆拱断面。

（4） 爆破参数：周边眼间距必须小于250mm。炮眼误差必须小于40mm，周边眼务必提前留下光爆层，光爆层厚度在400～500mm之间，炮眼利用率达到85%，眼痕率：硬岩大于等于80%，中硬岩至少50%，软岩周边成形需要符合设计轮廓要求。

4 试验效果分析

根据本文进行的试验，得到了一个良好的经济效益，提升了作业的高效性和科学性。

新旧式掘进综合工艺经济效益对比分析 单位：元/m

从表明显得知，岩巷采用新型综合配套掘进技术后，每米巷道掘进可省243.46元人民币。由此可得，全矿岩巷实施快速高效掘进综合配套工艺将产生巨大的经济效益。

5 结论

在岩巷的掘进过程中，辅助设备的现代化程度，支护设备的完善，运输设备的成熟，组织排班的合理，都能够影响高效掘进的进程，岩巷的掘进是一个系统的工程，在提升机械化、智能化、科学化的技术同时，也要改进新的、科学可行的施工组织和管理方法，完善制度，建设一支专业的有技术含量的队伍，提升经济效益。

参考文献：

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