前言:在当前时期, 煤矿岩巷大断面掘进的实效性并不是很高, 炮眼的利用率也相对较低, 尤其是软岩巷道, 在开采的深度逐渐加大之时, 矿山所要承受的压力也是持续增加, 此时, 围岩条件也就出现了较大的变化, 掘进的难度就变得更高, 技术方面的要求也提升了很多。本文即从保证矿井生产能够有序进行的角度, 对大断面岩巷机械化掘进施工与组织展开深入的探析。
1 岩石巷道大断面施工相关技术
1.1 深部大断面岩巷中深孔控制爆破理论及应用技术
在对中深孔控制爆破掏槽参数进行确定之时, 利用三维模型来进行模拟实验, 这样可对中深孔掏槽以及单孔爆破漏斗等所具有的特性有切实的把握, 并可对多孔爆破和单孔爆破漏斗的特性进行有效的比对, 这样一来就提升了掏槽实效性, 炮眼利用率得提高, 单耗有效降低。
1.2 岩巷的支护设计技术与优化
在对岩巷进行支护之时, 一直采用的是锚喷支护技术, 应该说, 此项技术的抗压作用是较强的, 然而其无法有效控制软岩巷道的变形, 这对生产安全是有着较大影响的。为了更适应大断面施工, 笔者所在矿山对此项技术进行了完善, 在此基础上采用先让后抗的二次支护技术, 简单来说就是允许巷道在特定的范围内出现变形, 确保围岩能够呈现出良好的平衡性, 如此一来, 巷道掘进的速度也就能够得到切实提升。
1.3 岩巷掘进液压凿岩台车及配套装备
在进行煤矿岩石巷道施工之时, 一般使用的设备是风动凿岩机、耙矸机, 这些设备的技术水平并不是很高, 掘进的效率也不够理想, 这样一来, 进尺水平也就无法得到切实提升。因此笔者所在矿山使用液压凿岩台车、喷浆机以及装岩机等, 使得掘进的实效性得到保证。
2 问题的提出
从矿井生产的实际情况来看, 新集矿区在进行岩巷掘进之时, 断面为20m2之时, 岩巷进度就会呈现出下降的态势, 如果使用炮掘工艺, 打眼所要花费的时间是相对较长的, 出矸量是非常大的, 支护的强度也必须要提高很多, 而且单进一直是保持在每月60至70米之间, 对单进产生制约作用的因素主要为以下几点:
2.1巷道断面相对较大, 一般是超过4米, 施工是以分台阶方式进行, 打眼需要很长时间, 工作效率较为低下。
2.2大断面岩巷的矸石量是比较大的, 使用耙矸机出矸的速度相对较慢, 使用平巷矿车需要停车场, 通过人工方式, 则推车、倒车的距离相对较长;斜巷轮眼的速度更是缓慢, 而且安全性较低, 对喷浆、打锚索也会产生一定的影响;一旦车皮无法满足需要, 则会导致下一环节的作业被迫停止。
2.3如果迎头岩性硬度相对大一些之时, 通常是使用风锤进行施工, 打的炮眼要有100至120个, 需要的时间是很长的。为风锤所配置的钻头, 其直径只有￠32mm, 装的是短径￠27炸药, 这就使得爆破的实效性较低, 而且钻具的功率不大, 对于中深孔爆破来说是不太适宜的。循环单进仅1.6米/循环。
3 施工组织研究
3.1 根据施工巷道岩性情况选择不同掘进设备
(1) 岩性硬度基本处F<6时, 采用岩巷综掘机机掘作业:
(2) 岩性硬度处在F>6时, 采用钻岩台车+装岩机炮掘作业,
3.2 建立岩巷快速连续出矸系统, 改变传统车皮+耙矸机出矸模式
使用综掘机或是装岩机, 出矸的速度是比较快的, 距离相对较长的话, 可一起使用皮带机、链板机以及车皮。
3.3 改变传统施工工艺, 提高施工工效
3.3.1大断面在矸石硬度F<6采用EBZ200 (H) 型或WAV300型大功率岩巷综掘机施工, 相对于传统炮掘, 在大断面岩巷作业时有以下优势:
(1) 切割十分的快速, 可以全断面一次切割, 工序是较为科学的, 而且施工的效率是相对较高的。
(2) 在进行综掘机作业之时, 相关人员并不需要接近迎头, 这样一来, 迎头作业的过程中, 帮部、山墙的矸石片掉落之时就不会造成人员伤害, 作业的安全性会有较大幅度的提升。
(3) 切割成型的效果是比较好的, 这样可使得巷道在后期使用之时不会出现问题。
3.3.2在对大断面硬岩进行施工之时, 使用德国制造的BTRK1-PS408-COP163钻岩台车是较为适宜的, 其所具有的优势表现在如下方面:
使用YT-7655风锤进行打眼, 难度相对较大, 速度也较慢, 劳动强度也很大。而使用台车进行打眼, 使用的是38mm的钻头, 配以φ35×330mm矿用三级水胶炸药, 单眼配炸药的直径是相对较大的, 这样就会对硬岩产生较大的破坏力, 对于中深孔爆破来说是较为适宜的, 循环单体能够提升到2.4m, 循环单进也是相对较高的。
4 施工单进对比
新集矿区现在所使用的是具有一定先进性的设备, 并对出矸系统予以进一步完善, 施工的工业也得到了革新, 如此一来, 即使岩巷断面相对较大, 支护强度较高, 单进台车的平均单进也从原先的每个月60至70米提升至每月100米, 甚至能够超过140米;而岩巷综掘的平均单进也达到了每月120米, 最好时期甚至为每月210米。
结语:由上可知, 新集矿区一直在大断面岩巷掘进施工展开深入的探究, 引入了更具先进性的施工设备, 工序也得到了进一步优化, 工艺的革新也在持续进行中, 而这就使得大断面岩巷的单进呈现出较大的提升, 施工的效率较之以前也有大幅的提高, 矿区生产接替得到了切实保证。可以说, 此方面的研究成果是较为突出的, 具有一定的推广性, 其具有较高的经济以及社会价值。
摘要：在进行矿井生产接替之时, 会对岩巷进尺产生一定的制约作用。因而在面对不同地质条件之时, 要选用最佳的设备, 施工的工艺也要予以优化, 这样方可使得大断面岩巷掘进水平得到切实的提升。在大断面岩性条件存在差异之时, 综掘机、凿岩台车的选择也要予以切实关注, 并要对施工的工艺予以革新, 这样一来, 岩巷综合单进的实际水平就会得到切实的提升, 矿井生产接替也就能够得到根本保证。
关键词：大断面岩巷,机械化,掘进施工,组织研究
参考文献
[1] 李清, 杨仁树, 汤增陆, 郭雅静, 张殿镇, 姚睿.深部大断面岩巷快速掘进技术研究[J].煤炭科学技术, 2016 (10) :1-4.
[2] 王新生, 崔国顺, 梁为民, 褚怀宝.大断面岩巷快速掘进爆破参数优化[J].煤炭工程, 2014 (12) :35-37.
[3] 闫日武, 王高.大断面岩巷快速掘进技术[J].建井技术, 2012 (01) :6-8.