煤矿掘进技术论文：岩巷快速掘进技术在红康煤矿的应用研究

岩巷快速掘进技术在红康煤矿的应用研究荥经县红康煤业有限责任公司总工程师李群林摘要：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。

红康煤矿通过改进传统的“二掘一喷”施工工艺为“一掘一初喷+复喷”，优化劳动组织，采用双循环作业法、特殊工种循环作业图表等技术手段，保证生产组织的良性推进，实现了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双循环作业法特殊工种循环作业目前，国内岩巷施工仍以钻爆法为主，而以钻爆法为主的岩巷机械化作业线主要有2种：①传统的气腿式凿岩机配耙斗式或铲斗式装岩机作业线；②全液压钻车配侧卸装岩机作业线。

第1种在我国应用较多，掘进速度一般为60~70 m/月；第2种在我国应用较少，掘进速度一般为80~100 m/月。

由于施工工艺、施工组织管理等方面的制约，第1种传统的钻爆法单进水平一直处于较低的水平。

近年来，随着中深孔爆破技术的推广应用，岩巷炮掘单进水平取得突飞猛进[1]。

红康煤矿引进中深孔爆破技术试验成功，由月单进60~70 m提升了到百米以上。

但是，如何在此基础上突破制约瓶颈，进一步提升岩巷炮掘单进水平，已成为亟待解决的技术难题。

一、工程概况红康煤矿，设计生产能力9万t/a。

红康煤矿在一带区+1000m水平布置了北运输大巷，巷道断面为直墙半圆拱形，规格为净高3200 mm、净宽3200 mm。

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800 mm×800 mm，误差不大于100 mm。

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 2 000mm×1 000mm，网目100mm×100mm，搭接100mm，扎丝间距300 mm，采用双股10#铁钢筋梯压网。

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-30B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型激光指向仪1台。

35 mm×200 mm二级煤矿许用水胶炸药；8号金属壳(Ⅰ—Ⅲ段)雷管，毫秒延期电雷管；MFB-200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[2]。

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。

单循环进尺增加，爆破出的矸石量增加，出矸难成为制约单循环持续、良性推进的瓶颈。

一方面通过加强岩巷光爆管理，减少超挖量；另一方面采取激励措施，对每班出矸量车数设台阶增加分值，充分调动了每班出矸积极性。

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5 d完成“铺道、移耙矸机、复喷成巷”为1个大循环，大循环进尺25~35 m。

4、管理机制和方法（1）内部市场化机制“三化”管理是企业管理的根本，内部市场化是永煤迅速发展壮大的法宝之一，将内部市场化管理机制推向班组、个人，强化了职工的成本意识。

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。

（2）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。

采用“动车组管理法”，通过科学组织、统筹安排，充分挖掘生产班组间、生产班组内各工种内部潜力，调动各生产组织环节的积极性，实现同向合力最大化。

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。

④4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16~18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。

⑤多工序平行作业。

打眼与装岩平行作业；注锚杆与出矸平行作业；清理底根、刷帮与掘进平行作业；喷浆准备与掘进平行作业，喷浆与掘进平行作业；修整水沟、砌水沟与喷浆平行作业；耙矸机与掘进平行作业。

⑥加强岩巷光爆、顶帮锚间排距等施工工序管理。

从施工工艺源头上控制材料浪费；从管理细节上入手，,不断提高员工的节约意识，控制成本。

⑦永久道岔的安装，使运输轨道安全质量大幅提升，保证了运输线路畅通、安全、高效；平巷使用小电机车，节省人力，提高出矸效率，打破了战线长、出矸困难的瓶颈。

⑧推广应用新型双出口炮泥机、工字钢轨枕等创新成果，减员增效作用明显，铺道方便快捷，达到了修旧利废、节约成本的目的。

⑨喷浆机新型自动下料装置的应用，无需人工拨料，降低了人员投入及水泥对操作人员皮肤的腐蚀伤害，减少了混合料的浪费，增加了安全系数,提高了自动化水平。

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，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。

4、精细化生产环节工序管理，打破制约快速优质掘进的瓶颈。

控制各工种循环作业流程,提高单工种工效，各工种协作配合，充分利用巷道，在不同区段进行交叉平行作业，“四八”交叉平行作业制使生产快速推进，实现了巷道质量的动态达标。

5、坚持正规循环作业是快速掘进的保障。

施工管理重点是保证掘进班的正规循环，提高正规循环率。

保证正规循环的前提是各种配套设备配有备用，这样，设备损坏后可及时修复或更换；调动员工的积极性,使每期进入工作面后充分利用工作时间抢循环。

以抓正规循环为中心，全面加强掘进、机电、运输和通风的组织和管理。

重视凿岩、爆破、装岩、运输、支护五大工序的衔接与配合。

对完不成正规循环的掘进小班严肃追查，令其找出原因，全队吸取教训。

五、结语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。

参考文献:[1]赵学社.煤矿高效掘进技术现状与发展趋势[J]，煤炭科学技术，2007，35(4): 1-1。

[2]马贵纯,杨伟光.浅谈提高岩巷施工速度的途径[ J]，建井技术，2008，29(1): 27-29。