大倾角上山岩巷快速掘进技术实践.docx

大倾角上山岩巷快速掘进技术实践 吉路波 宋强军晋城煤业集团凤凰山矿 山西晋城 048007【摘要】本文主要介绍了凤凰山矿通过实施“多工序区域分割”平行作业、改变出矸方式、采用接力喷浆，优化支护方式实现大倾角岩巷快速掘进，有效地缓解了矿井采掘接替紧张的局面，对保证矿井高产高效具有重要意义关键词】大倾角；快速掘进；出矸；喷浆一、前言凤凰山矿是建于1965年的现代化矿井，设计生产原煤400万t/a，三号煤及九号煤已相继枯竭，目前主要回采十五号煤十五号煤三盘区的开拓延伸是制约矿井能否正常接替的咽喉工程凤凰山矿大倾角岩巷的施工一直受出矸、运输、施工工艺等多方面因素的限制，施工进度长期徘徊在40-55m/月因此，大倾角岩石斜巷的快速掘进尤为重要，可以缩短矿井开拓延伸周期，提前进入盘区工作面的布置本文通过对传统施工工艺进行工序优化，合理组织，总结出一条大倾角岩巷快速掘进施工组织与工艺优化的方法二、工程概况及存在问题1、工程概况：一五三盘区回风斜巷在十五号煤层中以30上山破顶掘进至北回风斜井下平段，改巷为十五号煤三盘区集中回风斜巷，巷道为直墙半圆拱形断面，设计长度123m，毛宽4.2m，毛高3.1m，掘进断面11.12m2；采用采用锚网喷联合支护。

锚杆采用Φ161600mm麻花式金属树脂锚杆，钻孔直径43mm，矩形布置，锚杆排距均为800mm，金属网采用2000900mm的经纬网，喷厚100mm2、存在问题：（1）采用P-60B型耙斗装岩机配合矿车出矸，需使用绞车倒运车辆，不能连续出矸，另外受耙岩机滚筒缠绳制约，耙岩机有效耙矸距离不超过65m；采用PZ-5B型喷浆机喷浆，因巷道为30上山，喷浆机有效喷射距离不超过70m2）打眼施工耗时长由于十五号煤顶板石灰岩较硬，采用Φ42mm一字型钻头配合Φ28mm六棱钢钎，钻进一个1.6m深炮（锚杆）眼需10-12min3）出矸时需另指派其它队组配合倒车运矸，且30上山掘进，巷道坡度大，人员上下、运送支护材料、抬运钻机等工序耗时长、体力消耗大三、工艺优化及创新点3.1实施“多工序区域分割”平行作业方式：放炮后在距掌面不小于8米的巷道拱部或帮部打注软硬锚杆固定耙岩机滑轮，工作面前8m为打炮眼及锚杆支护区域，工作面8m以外为出矸作业区域放炮后先用耙斗装岩机把爆落矸石耙开至少8m远（留部分矸石,便于踩矸作业），耙斗装岩机耙矸时,安排打炮眼或打锚杆支护施工即打炮眼或锚杆支护与耙斗装岩机耙矸同时作业最大限度实现平行作业，缩短了工时，提高了工效。

3.2改变出矸方式，实现连续出矸：采用了“耙岩机+皮带”的排矸方式，代替了“耙岩机+矿车+小绞车”接替运输的低效模式，形成连续快速排矸系统在一五三盘区回风斜井下平段安装一部P-60B型耙斗装岩机，耙斗装岩机出矸口直接搭接在一部SDJ-80皮带上，既节约了倒车运矸的人员，又实现了快速连续出矸另外，受耙岩机滚筒缠绳制约，耙岩机有效耙矸距离不超过65m，且巷道为30上山掘进，巷道掘进65m以后如再安装一台耙岩机，耙岩机占用巷道空间大，且需平巷、钉道及安装绞车将耙岩机提至安装地点，施工困难大为解决这一问题，采用“绞车耙斗+耙岩机”的接力出矸方式，即在巷道掘至60m时，在巷道帮部开掘一绞车硐，绞车硐内安装两部11.4kw小绞车，两部绞车绳穿过滑轮固定在同一耙斗上，两部绞车出绳方向为巷道下山方向，滑轮固定在斜巷绞车位置以下的顶板上，两部绞车一提一放，实现了绞车耙斗与耙岩机的接力出矸（如图1），综合上述出矸方式，出矸时间由180min减少为100min3.3采用接力喷浆方式：因巷道为30上山，采用PZ-5B型喷浆机上山喷浆，喷浆机有效喷射距离不超过70m为解决这一问题，在巷道掘至65m时，在巷道帮部开掘一喷浆硐再安装一台喷浆机，掘进班除打眼支护工外其余人员卸料及拌料，利用一五三盘区回风斜井下平段喷浆机将喷浆料送至斜巷中的喷浆硐内，喷浆班直接在斜巷中部的喷浆硐进行喷浆施工。

3 . 4 优化支护方式：由功能原理可知，凿岩钻机输出功率W=2σh1R1t=2σh2R2t（其中，σ为围岩强度；t为钻头刃宽，大小可视与钻头相同；R1、R2分别为大小钻头半径；h1、h2分别为大小钻头凿深），此式说明钻凿深度与钻头直径成反比，即同一凿岩机在相同的时间内破碎的眼孔体积一样，直径减小，凿岩深度就相应增加结合掘进工作面实际与现有设备情况，采用Φ181600mm小麻花式金属树脂锚杆替代Φ161600mm大麻花式金属树脂锚杆，即在打锚杆眼时将Φ42mm一字型钻头更换为Φ28mm一字型钻头经测试，同台YT-28型凿岩机使用Φ42mm一字型钻头打1.6m的锚杆眼用时10-12mi n，而使用Φ28mm一字型钻头打1.6m的锚杆眼用时6-8min，打眼速度提高非常显著采用此方法，仅炮眼一项提速近30％同时Φ181600mm小麻花式金属树脂锚杆与Φ161600mm大麻花式金属树脂锚杆价格相差不大，但是支护效果要强于Φ161600mm大麻花式金属树脂锚杆四、取得的效果与效益（1）通过以上施工工艺的改进，即使在人员配置较少的前提下，一五三盘区回风斜巷当月掘进85m，岩巷每月单进由原来的55m左右提高到了85m，提高了约54.5%。

一五三盘区回风斜巷由从预计70天工期减少到45天工期，单从人力成本上核算，节约18.5万元2）根据各工序施工地点、消耗时间的不同，组织了多工序平行交叉作业，充分利用工时，提高了工效该队在册职工39人，按计划人工工效为1.45m/工，实际人工工效为2.18m/工，工效提高了近50%3）另外，自制加工运料斗，将运料斗连接至耙岩机钢丝绳上，将锚杆、网片、钻机等设备材料固定在运料斗上，通过耙岩机将材料设备等运至工作面，大大节省了职工体力消耗4）斜巷中部炮掘的喷浆硐、绞车硐在巷道成巷后可兼职斜巷躲避硐，一硐多用5）通过工艺改进与创新，缩短了一五三盘区回风斜巷掘进工期，提前形成了一五三盘区的通风系统，有效地保证了矿井采掘正常接替五、结语大倾角岩巷快速掘进工艺在普通钻爆法的基础上，成功地应用了多工序平行交叉作业方式，在不增加人员、设备等条件下，经过“实践—总结—提高”而得到了不断完善,大大提高了岩巷掘进速度和单进水平,有效地缓解了矿井采掘接替紧张的局面,同时降低了工程成本,对保证矿井高产高效具有重要意义参考文献[1]李富成.直齿轮气马达主要参数设计计算.凿岩机械与风动工具,1981年1月.[2]高尔新.《爆破工程》.徐州:中国矿业大学出版,1999年7月.[3]李夕兵.凿岩爆破工程.中南大学出版社,2011年9月.作者简介吉路波，1986年9月，男，汉，山西晋城人，本科，助理工程师，采掘队长，多年在技术部门和采掘队组从事管理工作；宋强军，1971年5月，男，汉，山西晋城人，本科，工程师，采掘主任工程师，多年在技术部门从事管理工作。