岩巷快速掘进技术的应用研究

孟新合

摘要：巷道快速掘进就是采用合理的掘进破岩、装运和支护技术，科学管理施工各个工序，使每个工序用时最少、各个工序之间转换顺畅，使巷道施工技术和组织管理优势都能够良好发挥，实现岩巷炮掘单进水平的提升。

关键词：岩巷快速掘进；劳动组织优化

一、工程概况

某矿皮带大巷1条主要运输巷，巷道断面为直墙半圆拱形，规格为4200 mm×3600mm。该掘进工作面岩性为砂质泥岩、中细粒砂岩。巷道采用锚网喷支护，锚杆间排距为800mm×800mm，误差不大于100mm。拱部锚杆锚固力不小于120 kN，预紧力矩不小于200Nm；帮锚杆锚固力不小于100 kN，预紧力矩不小于150 Nm。打锚杆时拱基线以上拱部铺设金属网片，两帮直墙部分不挂网，金属网规格2000mm×1000mm，网目100mm×100mm，搭接100mm，扎丝间距300 mm，采用双股14#铁丝双边绑扎。

二、快速掘进装备及材料配备

采用“一掘一初喷+复喷”施工工艺，其装备及材料配备为：YTP-26型风动凿岩机6台（2台备用）；2.4/2.6 m钻杆；一字型钻头；P-90B型斗式耙矸机1台；MQT-130CM型锚杆机2台；PC5T喷浆机2台（1台备用）；G10型风镐2台；JZB-600型激光指向儀1台。35mm×300mm三级煤矿许用乳化炸药；毫秒延期电雷管；MFB-150隔爆型爆破发爆器1台。

三、实现快速掘进的关键环节

1施工工艺

（1）工艺流程。对传统的施工工艺流程进行细化、优化，科学组织，最大限度地安排平行作业。由技术负责人现场跟班，优化工序间的衔接，摒弃窝工现象，测试优化后各工序的耗时。经试验测试将正规循环细化为“打上部眼（出矸）→耙下部矸→打下部眼（出矸）→打帮锚（出矸）→连线装药→爆破→打顶锚（出矸）→初喷”，完成该“八工序”视为完成1个小循环。

（2）劳动组织。将传统的“三八”作业制改为“四八”交叉平行作业制。在原2个掘进班、1个喷浆班的基础上增加1个交叉掘进班。3个掘进班实行“三八”作业制，每班掘进完成1个小循环。喷浆班与交叉掘进班平行作业，不单独占用时间。该作业方式的劳动组织形式暂称之为“四八”交叉平行作业制。交叉掘进班在耙矸机前掘进，喷浆班在耙矸机后复喷成巷。掘进班每班出勤18人，喷浆班每班出勤15人，交叉掘进班出勤8人。

（3）作业方式。改进传统的作业方式“一掘一锚，二掘一喷”（2个班掘进，1个班挖基础和喷射混凝土成巷）为“一掘一初喷+复喷”（3个班掘进，喷浆班与交叉掘进班利用巷道耙矸机前后的空间进行交叉平行作业）。将锚喷巷道的喷射混凝土工序部分与掘进工序平行作业，增加喷浆机，工作面初喷和耙矸机后成巷施工同时进行。

2爆破技术

推行中深孔全断面一次爆破技术，改进传统岩巷掘进工艺，使生产逐步从传统的台阶法施工和浅眼多循环的框架中解放出来，提高了单循环进尺，减少了循环次数和辅助作业时间。通过不断试验、摸索、改进，掌握了适合不同岩性中深孔爆破技术的炮眼布置、深度、装药量、封泥长度等爆破参数，解决了常见的“抽炮”难题，岩巷光爆成型质量大幅度提升，炮眼利用率由原来的85%提高了10余个百分点。单循环进尺可增加0.3-0.7 m，每月按70个循环计算，月度岩巷进尺可增加30余m。

3双循环作业法

坚持正规循环作业，采用“双循环作业法”，小循环为大循环创造条件，大循环为小循环打好基础，大循环套小循环，大小循环相辅相成。“双循环作业法”使掘进工艺持续、良性推进，小循环正规循环率在90%以上，大循环正规循环率在95%以上。

（1）小循环。掘进班完成“八工序”为完成1个小循环，小循环进尺1.6-2.4 m；每个圆班完成3个小循环，合计进尺5.0.7.2 m。小循环拱部每排打顶锚杆7根，两帮每排打4根帮锚杆（爆破前打帮锚杆）。拱部挂网，两帮不挂网，爆破后挂网打顶锚杆永久支护到掘进面，初喷至覆盖网片为宜。

（2）大循环。在掘进班掘进小循环良性推进的积极配合下，喷浆班每5d完成“铺道、移耙矸机、复喷成巷”为1个大循环，大循环进尺25-35m。

4管理机制和方法

（1）细化职责，加强考核。在矿内部市场化平台的基础上，该队加强精细化管理，细化考核单元。材料消耗被纳入市场化机制，实现“区队对班组、班组对个人”考核，形成了人人头上有指标的管理模式。在配件消耗上，设备、工具包机到人，编号管理，建立考核台账。对维修配件费用消耗进行考核，由区队考核班组，班组再考核到个人。

（2）狠抓现场，加强管理。区队成本管控，关键看工作现场。为严控成本，该矿从岩巷光爆、顶帮锚间排距管理入手，严格成本管控。从施工工艺等源头上，每个区队都严格控制材料投入，努力降低生产成本；在管理细节上，确保每个区队都做到精细化管理，提高工效。

5动车组管理法

动车组不仅需要火车头，还要拥有各节车厢的驱动装置来提供动力，实现高速行进。

（1）多台施工机械设备配套使用。耙矸机、喷浆机、锚杆钻机、凿岩机、电机车和激光定向仪等多台机械设备配套使用方案的实施，是快速、高效率掘进的基础。高素质、熟练操作各种机械设备的掘进队伍是确保快速、高效率掘进的关键。

（2）精细化、优化各工种工序衔接。编制各工种循环作业图表，提升单工种工效。对各工种作业工序科学组织、优化设计，把凿岩机司机、插钎工、耙矸机司机、背药工、推车工、喷浆工等工种工序制成循环作业图表，让各工种员工知道自己怎样干，怎样提高作业效率，指导各工种提高单工种工效。

（3）班组和谐，优化小循环工艺。在正规循环作业图表中，把“为下班备好风水绳”作为交接班的硬指标项，每班可节约30-40 min用于生产。

（4）4台凿岩机同时作业。在14.4m2断面的大巷中布置4台YTP-26型凿岩机同时作业，每台钻机打16-8个炮眼。由验收员配合班组长打出导向眼，使用好导向棍，并指定经验丰富的掘进工专门打掏槽眼、周边眼，确保掏槽眼和周边眼的质量，保证掏槽后深度够，周边成型好。打眼工依据激光导向用轮尺画出眼位，定人、定钻、定钻区域、定责任。打眼工参照导向棍打眼，必须做到准、平、直、齐。

四、快速掘进技术分析

近年来采用普通钻爆法、中深孔爆破及快速掘进施工工艺的技术参数对照见表1（每月工作日按26 d计算）。

通过对比3种不同施工方法、组织形式，可以得出以下结论：

（1）采用中深孔爆破技术，提升了单循环进尺，减少了循环次数和辅助作业时间。

（2）改变传统的施工工艺“二掘一喷”为“一掘一初喷+复喷”，每圆班增加1个掘进小循环，提高了掘进循环数，是实现快速掘进的关键。

（3）“四八”交叉平行作业制、双循环作业法及动车组管理法等新技术、新工艺的应用以及精细化管理，是实现快速掘进的重要环节。

通过试验研究和实践应用得出结论：改进的“一掘一初喷+复喷”施工工艺、优化的“四八”交叉平行作业劳动组织、中深孔爆破技术、双循环作业法以及动车组管理法等技术、管理创新成果的综合应用，提高了工效，降低了成本投入，对提升钻爆法岩巷单进水平具有重要作用，具有科学性、实践性，经济效益明显，有较好的推广应用价值。

（作者单位：泰安天元矿山设备安装有限公司）