改善某矿平巷掘进速度和效率的途径

曾未曾

摘要：为适应矿山发展需要，必须在平巷掘进速度和效率方面有所突破；通过分析平巷掘进中存在的问题和与国内外先进掘进技术的对比，找出改善平巷掘进技术的途径，并展望矿山平巷掘进的发展方向。

Abstract： In order to meet the needs of mine development， it is necessary to make breakthroughs in the speed and efficiency of roadway excavation. By analyzing the existing problems in roadway excavation and comparing with the advanced excavation technology at home and abroad， we can find ways to improve the roadway excavation technology，and look forward to the development direction of mine roadway excavation.

关键词：水平巷道；掘进速度和效率；影响因素；对策

Key words： horizontal roadways；driving speed and efficiency；influencing factors；countermeasures

中图分类号：P633.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）20-0144-02

1 某矿水平巷道掘进现状

1.1 某矿掘进工程概况 水平巷道掘进在矿山处于重要地位。在过去的10年内，某矿“911”水平探采结合工程（简称“911”工程，号称“三公里三”，掘进历时10年）、“931”工程相继上马，从99年“9918”工程开始，找矿、探矿、矿山总体开发相继上马，光2001年平巷掘进就达7721.08m，创历史水平。目前某矿正处于探矿、找矿、矿山总体开发的重要阶段，掘进量及难度更大，基建时间要求紧，掘进的速度和效率将直接影响到找矿、矿山开发的速度。

1.2 掘进工艺现状 某矿目前仍在采用浅眼爆破、装岩机和铲运机装碴、1.07m3固定式矿车和0.75m。翻斗式矿车运碴的掘进工艺。目前出碴设备虽然逐渐由铲运机取代了装岩机，掘进效率由60-90m/月提高到了150-239.4m，取得了空前的效果，但其它掘进工艺却停止不前；掘进工艺水平与国内国际先进水平仍相差太远，我国在60、70年代，一些专业掘进队伍就已把独头巷道掘进速度控制在500m/月以上，并创造了1400m/月以上的高速度，可見差距之大；差距就差在设备水平上、工艺水平上、劳动组织上。因此，找出问题所在，缩短差距是当务之急。

2 影响平巷掘进速度和效率的的因素

掘进过程中，若先不考虑支护、安装，掘进工艺有：凿岩→装药爆破→通风→出碴几大环节，一个循环各环节所占的时间见表1。

从以上可以看出，一个台班可掘进2个循环，一个循环占4小时，实际作业中排碴条件好时可达到3个循环，五大工艺环节是提高掘进速度和效率的关键，而直接影响五大工艺环节的因素主要是掘进设备、工艺水平和劳动组织，因此根据某矿的实际情况，要提高平巷掘进速度和效率，必须找出问题，采取有效措施，方能使掘进水平上台阶。

2.1 从铲碴设备方面分析 该矿从1998年以前基本采用装岩机出碴，以“911”工程为例，平均月进度58.7m米，最高进尺84.2m，出碴效率低；从1998年11月11日开始使用铲运机，平均月进尺116.3m，最高进尺164.3m，使月平均进尺提高32m，提前半年完成任务；目前铲运机使用逐渐趋于成熟，已使月平均进尺定位在160m以上，最高月进尺已经达到239.4m，使铲运机较装岩机提高了100m以上的台阶。但铲运机出碴仍占了1个多小时的时间，而国内外连续化出碴设备一个循环20-30m3的碴量十几分钟到几十分钟即可出完。从以上数据可以看出出碴设备在掘进速度和效率上是起决定性作用的。

2.2 从凿岩爆破方面分析

2.2.1 凿岩方面 目前该矿仍采用YT—24、YT—25气腿式凿岩机，处于低速度、低工效、高成本阶段，凿岩速度局限于0.3m/min，一个循环双机凿岩，一个作业面30-40m的凿岩量，凿岩时间长达1个小时以上，从一个循环时间看，凿岩已占了1/4还多的时间，若要打2-6m的中深孔，由于凿岩设备功率小，孔越深阻力越大，凿岩效率更低，无法适应中深孔作业。对比国内外，二机、三机半液压凿岩台车凿岩效率1.2-1.5m/min，30-40m凿岩量只需30分钟左右；而使用双机全液压凿岩设备，凿岩效率5.9-6.7m/min，30-40m凿岩量只需6分钟左右；可见在凿岩方面可挖掘的潜力非常大，因此，更新凿岩设备提高凿岩速度和效率，对增加掘进循环和推广中深孔爆破是非常关键的。

2.2.2 爆破方面 该矿目前现状是，爆破效率低，超挖严重；爆破效率通过现场统计，1.3m孔深，根据岩层情况，进尺在0.8-1.1m之间，平均爆破效率80%，爆破效率低的原因主要是布眼不合理、掏槽效果不好，若使爆破效率提高到95-100%，每月可增加进尺30余米；超挖方面，通过工程验收平巷掘进普遍超挖15cm以上，每掘进1m，平均超挖1m3，每月若完成160m，则超挖160m3，一般折合沿脉断面27米，穿脉断面35m。可见在超挖和爆破效率方面每月浪费了60多米的进尺和成本，可挖掘的潜力非常大。

2.3 从整个工艺配置方面分析 目前该矿采用1.5-2m的浅眼爆破，一个作业面，配置一台铲运机和一台3吨的电机车，一串车15辆的固定式矿车或一串12翻斗式矿车；掘进中采用不同的钎杆凿岩，对一个台班循环的影响就不同，具体见表2。

从表2可以看出，固定式矿车采用1.5m的钎杆凿岩，一个循环一串车刚好可以出完，一个台班可完成2个循环，采用1.5m以上的钎杆，一个循环的碴量一次出不完，作业面有剩余的碴子，待碴车排完碴回返出尽作业面碴子后方可进入第二循环，此时已经不能彻底完成第二循环；同样采用1.5m和1.5m以上的钎杆，提高爆破效率，一个台班完不成2个循环；翻斗式矿车出碴，必须一个循环有两串车确保方能保证2个循环。可见，排碴能力直接制约其它工艺的发展，并可以看出，只是单方面提高某个设备、工艺水平，而不考虑工艺、设备的合理配置，是无法彻底实现提高掘进速度和效率的。

2.4 分析得出的结论 从以上几方面的分析可得出几方面的结论：①某矿平巷掘进提高速度和效率最大制约因素是设备，与国内国际的差距也主要在设备上；②某矿平巷掘进提高速度和效率第二大大制约因素是控制爆破和爆破效率效果不佳；③设备和工艺合理配套是提高平巷掘进速度和效率的关键制约因素。

3 提高掘进速度和效率的途径

通过以上的分析，找到了制约该矿平巷掘进发展的因素和存在的问题，要解决这些问题，目前只能结合该矿的实际，由于该矿基建工程较多，时间要求紧，许多工程从人力、设备、施工及技术水平上自身难以全部承担，因此引进了国内一些优秀的施工队伍参与进来施工，充分发挥他们的优势，起到了非常好的效果；在这种背景下，让该矿至少6支掘进队伍都配置先进的凿岩、出碴、运输的配套设备，从经济上、长远利益上均是不合理的；只能根据该矿的实际情况，在经济，合理的前提下解决存在的问题。

3.1 重视发挥爆破技术的作用，提高爆破效率

①采用光面爆破技术和合理布置周边眼，控制超欠挖；②注重炮孔组参数的实验和研究，采用合理的掏槽技术，提高爆破效率。从前面的分析可知，发挥了爆破技术的作用，可以挖掘出30-60m潜力，并且结合该矿的实际情况，在更新凿岩、出碴设备上余地较少，而爆破工艺的改进比设备的更新花钱少、收效快，为此，从爆破技术上下工夫，是目前解决掘进速度和效率的主要途径。

3.2 合理提高设备水平，为提高掘进速度和效率创造条件

3.2.1 凿岩设备方面 由于该矿属老矿山，原有的压气系统不能全部被淘汰，因此必须继续使用风腿式凿岩机，继续发扬风腿凿岩机轻便、灵活、可多机同时作业、凿岩辅助时间短的优势。但目前该矿又赶上矿山总体开发开发，开发新矿体的掘进中完全可以与采矿结合起来，推广使用先进的全液压凿岩设备。

3.2.2 继续充分发挥铲运机的作用 由于受凿岩设备的不配套，采用高效率的连续作业装载机是不合理的，而铲运机作为无轨设备，在使用上比较成熟，在平巷掘進中已高效率地发挥了作用，使月进尺较装岩机提高了100m以上的台阶，因此，继续使用铲运机是确保平巷掘进的速度和效率的关键。

3.2.3 合理采用与工艺水平、设备水平配套的排碴运输系统 从前面分析可知，目前该矿排碴运输能力已经阻碍了长钎杆的使用和爆破效率的提高，若在凿岩设备水平、爆破效率等方面有所提高，现有运输能力更不能满足要求，为此，只有优先扩大排碴运输能力，才有条件进行凿岩、出碴设备水平和爆破技术的改进；要提高排碴运输能力，若采用一个掘进作业面两串车确保，完全能满足提高排碴运输能力的要求，但结合该矿实际，掘进作业面非常多，从矿车上、运输线运输能力上均不能确保，因此尽量采用能一次性排一个掘进循环的排碴设备；根据该矿巷道及轨道情况，有条件采用2-4m3的固定式或侧卸式矿车，优先考虑梭式矿车；只要解决了运输能力问题，最终才能有条件改善平巷掘进的速度和效率问题。

3.3 采用科学合理的劳动组织形式 在一定的设备、工艺水平上，决定掘进速度和效率关键在严密的劳动组织，只要有条件尽量采用多机作业，主要工作面平行作业，充分协调好各工艺环节之间的衔接，并根据作业条件合理采用劳动组织形式，最终才能确保掘进的效果，比如在该矿，根据作业面条件的不同，采用四班三倒形式月记录达到了239.4m，采用五班四倒月记录达到了274.6m，挖掘出30多米的进尺；可见，通过严密的组织形式和严密的管理，充分合理地利用时间，确保作业质量，是最终提高掘进速度和效率的根本保证。

从以上途径可以看出，只要以上问题得以解决，完全可以使该矿的掘进速度和效率提高到一个新的台阶。

4 今后发展方向

目前解决平巷掘进速度和效率的主要途径，是建立在该矿现有条件的基础上的，只能小范围内提高掘进速度和效率，与国内外先进的掘进水平相比差距仍很大，今后能否赶上，关键看该矿今后的发展；从目前的情况看，某矿正处于找矿、探矿、矿山大开发阶段，基建工程量大，掘进队伍加上招投标来的单位至少有8支，基建时间要求紧，基建时间的长短直接影响到矿山的发展，从这个意义上看，平巷掘进上与国内外先进水平靠齐，对于该矿的发展具有重要意义的；另外，今后新矿体的开发已考虑与国内外先进水平靠齐，朝自动化、机械化方向发展，不一定沿用原有的压气等系统，从这个角度看，在今后和开发新矿体的掘进中，完全可以与采矿结合起来，使掘进上与国内外先进水平靠齐是有条件的。可见，结合未来发展，经济合理地配置先进的掘进设备及工艺是有必要的；在引进先进的掘进队伍的同时，可以建立一到两支配备先进凿岩、出碴设备和工艺合理配套的掘进队伍，在矿山大开发中、在新矿体开发掘进中和今后的突击施工中发挥重要的作用。

参考文献：

[1]刘树序.平巷掘进技术的发展途径[J].金属矿山，1998：7.

[2]郑友富.初探铲运机在“911”一期工程中的运用.

[3]马利.岩巷机械化快速掘进技术及其在邢台矿区的应用研究[D].中国矿业大学（北京），2012.