岩巷快速掘进技术

岩巷快速掘进技术研究
岩巷掘进在煤矿建设和生产中占有重要的位置，糯东煤矿作为新建设的矿井，岩巷掘进工程量一般约占总工程量的40%～50%，在生产矿井中占总工程量的25% 左右。

由于经济的持续发展对煤炭需求不断增加，矿井产量逐年增加，矿井开拓掘进进尺也大幅提高，但采掘衔接紧张的矛盾却日益突出，特别是涉及到采区衔接、水平接替的开拓延伸巷道，这就要求巷道的掘进速度相应加快。

但由于我矿的掘进设备革新慢，适应性差、技术不过关等因素影响，掘进技术的发展缓慢已越来越成为糯东煤矿可持续性发展的瓶颈，也是技术人员需要研究的关键性问题。

糯东矿区地质构造复杂，瓦斯威胁大，打钻频繁，严重影响了岩巷掘进进度，而且随着向深部开采，高瓦斯、高地压等技术难题，加之部分矿井排矸系统能力不足，严重制约了岩巷单进水平的提高，研究如何快速掘进，是我矿必须面对的问题。

1、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。

糯东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。

2、快速掘进是缓解接替紧张局面最为有效的方法，对实现煤矿的稳产高产和可持续发展意义重大。

岩巷掘进是一个多工序交替过程，主要由破岩、装运和支护三大工序组成。

要达到巷道施工的快速高效，最根本的就是使每个工序能够高效率，并使得每个工序能够很好地协
调连接起来。

在爆破材料、锚杆支护的原材料和机具的造型上，要进行一系列的改革，岩石的掘进速度和支护效果。

3、岩巷掘进中存在的主要问题
3.1 机械化装备水平低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，实现高速高效和文明生产。

另一类是装载、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。

我国对岩巷掘进设备的研制与生产起步较晚，尤其是液压凿岩机、钻车及主要配套液压元件等的质量、性能等技术指标与国外同类产品相比尚有一定差距，而且高档机械化作业线设备投资较高，从而限制了其广泛应用。

3.2 矿井生产管理制度不够健全掘进工作应有完善的、科学的管理制度作保障，否则易造成分工不明确、责任不清楚，相互之间不能协调一致和通力合作，且各工种间时常会出现矛盾，致使设备不能正常使用或提前损坏。

3.3 对设备的维修保养认识不足机械设备事故是影响掘进速度提高的重要因素，很多工人和机电维修人员对设备的结构、性能、原理、维护的基础知识、常见设备故障、诊断方法、设备事故处理措施都不熟悉。

另外很多煤矿不能采取严格的维修保养制度，及时更换、修理已损坏或磨损严重的配件，做好备件的存储工作，从而降低了开机率，不能充分发挥每一台设备的机械效能。

3.4 爆破技术比较差目前，我国岩巷掘进爆破的特点是巷
道宽度小，自由面少，岩石所受夹制作用强，而现场施工仍普遍存在少打眼，多装药，乱放炮的现象，造成的后果是炮眼利用率底，岩石碎块抛掷远，爆堆不集中，周边超挖量大，成型质量差，围岩松动破坏严重，在松软岩层中周边很难留下半边眼痕，不仅影响了巷道掘进的速度，增加了出矸量和支护材料消耗，也降低了巷道的稳定性和安全性，对于f＞8～10的较为坚硬的岩石，其炮眼利用率一般在60％～80％。

3.5 爆破参数要待进一步优化目前我矿井的岩石巷道还使用炮掘，但掘进炮眼数目较多，直接影响了巷道掘进打眼时间；爆破效果较差，存在超欠挖现象，周边成形不理想，从而形成二次动工或返工现象。

3.6施工工艺、工作面布置及劳动组织形式选择中的问题不能根据具体条件确定施工工艺，优化掘进、装岩、支护、运输等工序的最佳时间参数；很多工序都不能平行作业，从时间和空间上不能充分运作，窝工现象很多。

3.7 操作人员素质和劳动积极性差随着岩巷掘进的新工艺、新设备、新材料的开发和使用，很多工人和机电维修人员对设备的结构、性能、原理、维护的基础知识、常见设备故障、诊断方法、设备事故处理措施都不熟悉，从而影响连续生产。

另外很多单位奖罚制度不具体，导致施工单位的积极性和主动性很差。

4、提高岩巷快速掘进的措施
4.1 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)。

光面爆破是合理选择爆破参数的控制爆破技术。

它是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。

要取得较好的光爆效果，首先必须选择合理的光爆参数。

4.2 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。

4.3 充分调动职工积极性，严格按照按劳取酬的工资奖励制度，实行科学合理的计分模式及验收标准。

掘进作业班组工资和奖金同掘进进尺、设备日常维护、文明施工挂钩。

维护工和其它辅助人员
工资和奖金同掘进作业班挂钩，并同日常的工作质量挂钩。

加强工人培训和学习的机会为提高掘进队伍的战斗力，煤矿相关部门要多次举行劳动竞赛，如打眼比赛、喷浆比赛等，有利的调动了职工的积极性，使职工在工作中感到快乐，工作更加积极主动，例如调度室牵头，五大生产部室参加，对一线区队每月工作开展情况进行评比，第一名给予“雄狮队”称号，大大激发了各区队干部职工的工作积极性。

适当提高班队长、机长、维修工等人员的工资分配系数，对“技术能手”带徒弟、讲课，给予适当奖励，充分发挥岩巷“技术能手”的传帮带作用，最大限度地挖掘职工潜能，为岩巷快掘献策献力。

对井下施工人员进行技术培训，在应用新技术方面，要做到技术交底。

对于井下出现的问题，管理人员要及时妥当及时处理，不能拖拉造成窝工，以至于减缓掘进速度。

4.4加强劳动组织管理，实行全面质量控制通过合理的劳动组织，使得各工种互相协作，消除各工种间工作量不均衡的现象，同时各工种处于统一指挥和协调之下，各工序衔接紧密，减少和避免相互影响，缩短循环时间；实现多工序平行交叉作业在保证安全和不违反煤矿安全规程的前提下，大力开展多工序平行交叉作业。

应根据施工设备和施工技术及管理水平，对各工序的作业时间和潜在能力进行必要的测定和留有余地的计算，合理地确定循环方式。

在岩巷掘进中，主要是凿岩和装岩两个主要工序的平行作业，但其他各工序也应尽可能地采用平行作业，如专人画轮廓线；分区域定人、定钻、定眼位、定质量；工作面打眼与出矸平行；装药与撤工具平行；打锚杆喷浆与铺道移耙矸机平行；工作面倒矸与清理现场平行；钻下部眼与工作面敷设临时轨道平行作业；工作面打锚杆与装岩平行作业等；另外
要狠抓工程质量，以质量保证安全，以质量促进度。

建立健全质量保证体系，强调过程控制，特别是关键过程的控制。

按照公司颁布的安全标准进行验收，质量与个人工资挂钩，安全检查员、质量验收员、班组长现场跟班验收。

4.5优化运输系统，保证迎头矸石能及时拉出；糯东煤矿四条主要大巷，改用耙矸机+皮带出矸系统。

加强机电设备管理，遇到故障能及时排除，机电部多组织全矿电钳工进行业务培训，提高电工解决实际问题的能力；编制下方各种机电设备管理制度，规范管理。

4.6加大投入，提高装备水平，推进岩巷施工机械化。

例如淮北矿业集团公司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；动力消耗少，能量利用率高，液压凿岩机仅为风动凿岩机能量消耗的30%左右；操作方便，适应性强，对不同性能的岩石具有很好的工作性能。

所以应该推广使用以调车盘、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，同时应注意各种配套设备的性能及特点相互匹配。

岩石巷道的掘进是一个系统工程，影响岩巷施工进度的因素很多，特别是机械化水平、排矸速度和爆破效果是影响掘进速度的关键环节。

在岩巷施工过程中，只有通过对现场认真考察，找出影响岩巷施工进度的各种因素，采用科学的施工组织和管理方法；完善制度、严格考核；加强培训、推进岩巷专业化队伍建设，加大技术创新，才能将糯东煤矿岩巷的快速掘进水平再推上一个新的台阶
糯东煤矿调度室。