浅谈煤矿高效掘进技术

2019-12-23董万均淮南矿业集团朱集东煤矿

新商务周刊 2019年21期

文/董万均，淮南矿业集团朱集东煤矿

1 引言

当前，国内钻爆法施工中95%采用传统气腿式凿岩机打眼、用耙斗式装岩机装岩，用1.5－3T的斗式矿车以电瓶（机）车作为动力运输渣石，用干式转子喷浆机进行喷浆，用YT型气动冲击凿岩钻机打炮眼和锚杆眼，用树脂螺纹锚杆对顶板进行支护的工艺。我国岩巷机械化作业线主要分为两大类。一类是高档机械化作业线，即打眼、装岩、转载、运输等主要环节实现机械化配套，用凿岩台车或钻装锚机组配大功率高效导轨式凿岩机打眼，无轨装载机全断面装岩，使工人从繁重的体力劳动中彻底解放出来，实现高效和文明生产，这是岩巷掘进机械化的发展方向。再一类是装载、运输采用机械化，而打眼、喷浆等仍采用人工作业，属于普及型机械化作业线。高档机械化作业线设备投资较高，从而限制了其应用，在我国的推广应用时间较短，一般月进度较低。绝大多数矿井采用普及型机械化作业线。由于装岩、转载、运输、支护各环节配套性差、作业劳动强度较大，掘进速度很难有所突破，效率也较低。

2 提高岩巷快速掘进的措施

2.1 爆破工艺创新，大力推广中深孔光面爆破

影响岩巷掘进爆破效率的主要因素有：掏槽方式及其装药量、炮眼深度、周边眼光爆参数、起爆时差和炮眼利用率等。中深孔爆破的掏槽眼深度比普通掏槽眼深度大，一般达到210m～315m。掏槽眼的深度大小决定着循环进尺的大小，同时，对周边眼的爆破质量及成巷质量也有影响。为了提高中深孔直眼掏槽的掏槽效果和炮眼利用率，须在装药眼附近布置空眼以增加自由面，还需要合理的确定相邻装药眼的眼距、掏槽眼的几何形状、装药量和装填结构。炮眼深度存在一个最优值，应以提高巷道掘进效率为前提，结合现场实际情况综合确定，长期实践表明，中深孔爆破(L=2～3m)优于浅孔爆破(L=1.5～2m)。通过合理的选择爆破参数，使爆破后的巷道成形规整，减少超控和欠控，最大限度地保持围岩的自身强度，从而增强围岩的自撑能力，取得较好的光爆效果。

2.2 确定锚杆支护参数，提高锚杆安装质量

支护管理不但对巷道支护质量有影响，对掘进进尺也有影响，如永久支护前大面积片帮，使喷浆厚度和喷射工作量增大。在实践中可根据围岩松动圈理论，以悬吊作用设计为基础，并根据岩性的具体情况，定出合适的支护密度，最后通过试验检测，检验支护参数选择的合理性。在普及应用全长树脂锚杆的基础上，针对大断面，服务年限长的井巷工程，积极推广使用高强度新型锚杆。锚喷支护方式必须与光面爆破技术相结合，否则围岩受损严重，表面裂隙较多，围岩松动圈较大，岩体丧失稳定性；巷道轮廓线参差不齐，易造成应力集中，喷层受到剪切破坏而导致巷道损坏。

2.3 采用综合机械化配套设备是快速施工的关键因素

岩巷掘进多年来一直沿用风动凿岩机，但液压凿岩机在性能上要优于风动凿岩机，如械械性能好，凿岩速度快，比同类风动凿岩机提高1倍～2倍。进入20世纪80年代以来，煤炭基本建设推广了以调车盘、耙斗装岩机为主，以侧装机、全液压钻车为主，以电动凿岩机为主和以钻装锚机组为主的4种岩巷机械化作业线，应用在大断面岩巷施工中，创造了良好成绩。

3 几点实践经验

3.1 应用准直眼掏槽、全断面一次起爆的中深孔爆破技术

推行中深孔光面爆破，摸索出最佳炮眼深度，将炮眼深度由原来2.0m改为2.3m。同时使用高威力水胶炸药，采用MFB-200型数显式发爆器，将原来每个循环放两茬炮改为一次起爆，每次起爆带动70多发雷管，提高了炮眼利用率，减少了拔炮、丢炮、瞎炮现象，使每炮循环进尺由平均1.8m提高到2.1m，并确保了光爆成型，光爆岩痕率保持在80%以上。

3.2 更新支护理念因地制宜确定支护参数

根据巷道围岩不同条件调整锚杆间排距，将中硬砂岩条件下的锚杆间排距由原来的800×800mm调整为1000×1000mm，在确保支护可靠性的前提下提高了实用性，降低了支护工作量和支护时间，并节约了支护材料。

更新对普掘施工中喷浆环节的认识，坚定喷浆只是起封闭作用的思想，改变喷浆造型的思路，并进行先初喷挂网再复喷的工艺改进，在优化爆破参数、确保光爆成型质量的前提下，将喷浆厚度由原来的150mm降到50mm，使每完成一个循环的喷浆料用量由原来的5车降到3车进而降到现在的1.8车，并大大节约了喷浆材料消耗和喷浆施工占用的时间。

3.3 采用新机具，加快锚杆打注安装速度

锚杆钻机具有钻眼速度快，锚杆安装方便，尤其是锚杆角度有保证的优点。使用锚杆钻机施工拱部锚杆，不仅提高了打眼速度，还提高了锚杆安装质量，提高了安全系数；淘汰BK-50型风动气扳机，配备BK-60型风动气扳机，提高帮部锚杆的安装效率和质量。