浅谈小断面岩巷快速掘进的实践

2022-09-12

由于受人员、资金、装备和技术等因素所限, 目前淮南矿区岩巷单进水平不太理想, 与“建大矿、办大电、做资本”总体战略不相适应。如何利用现有条件使岩巷的单进有所突破?淮南矿业工程分公司217队在谢桥矿1161 (3) 底板抽排巷施工实施快速掘进, 取得了月进尺251m, 创淮南矿区10㎡以下岩巷单进新纪录。

1 概况

1.1 地质概况

谢桥矿1161 (3) 底板抽排巷设计长度3297m, 方位角101°。该巷预计地质构造简单, 巷道将穿过的岩层为花斑粘土岩、砂质泥岩、粉砂岩, 岩层产状为190°~200°∠10°~15°, 掘进过程中将遇到两个断层, 即F17和F21, F17产状222°∠60°H=0~5m, F21产状211°∠60°H=0~5m, 断层附近岩层可能较破碎。

1.2 支护参数

1161 (3) 底板抽排巷为直墙半圆拱, 净宽3200mm, 净高2800mm, 净断面7.9㎡, 锚网喷支护。

2 劳动组织

2.1 人员安排

该队在册人数73人, 分3个掘进班, 1个成巷班, 1个机修组。每个掘进班18人, 打眼支护工8人, 班长、质检员3人、耙矸机、皮带机司机2人, 信号、推车工5人。成巷班7人, 利用早、中班各半个班喷浆成巷。机修组有机工4人, 电工属项目部机电队。

2.2 工作制度

三八作业制。

3 施工组织

3.1 优化劳动组织, 合理安排工序

对专业较强的打眼、装药、打锚杆、耙矸、喷浆、机电维修等工作, 实行定人、定岗、定位、定责任制度, 严禁混岗, 以提高操作水平和工作质量, 确保安全生产。对专业不强的推车、卸料、拌料及环境整治等工种, 实行一职多能, 一岗多用制度, 提高工时利用率。同时每班有一名副队长以上干部现场跟班作业, 加强现场管理力度, 平衡解决现场出现的问题。

3.2 改进施工工艺, 减少循环时间

1161 (3) 底板抽排巷断面较小, 要达到快速掘进的目的, 必须在有限的时间和空间上实现多工种、多工序平行作业, 以增加循环数, 提高循环率。

(1) 优化支护设计。

支护采用“两锚两喷”。由于巷道处在砂质泥岩中, 岩性稳定, 且巷道服务年限短, 简易支护能够满足施工及使用的需要。经技术、设计部门现场鉴定, 可采用锚喷支护, 不必挂网。拱部以上锚杆支护紧跟迎头, 两帮最下面一排锚杆滞后到前移耙矸机时补打, 拱部喷浆距迎头最大距离不超过10m, 轨道侧帮部喷浆距迎头不超过40m。通过对地压观测, 巷道无明显变化。这样简化了支护设计和施工工艺, 有效地缩短了循环时间。

(2) 优化出矸系统, 提高出矸速度。

小断面巷道多循环爆破技术掘进对出岩要求比较严格, 应做到出岩连续化。由于进度较快, 需要的支护材料多、出岩量大, 若不能及时出岩就会影响打锚杆眼质量及影响放炮通风断面, 严重制约正规循环率。如何解决这一难题以成为能否实施快速掘进的关键因素。1161 (3) 底板抽排巷工程运输线路长, 上、下山多, 绞车多, 若依靠耙矸机加矿车的出岩方式, 已远远不能满足施工需要。我们根据现场条件, 综合考虑, 优化出岩系统。巷道运输系统采用机轨合一布置, 巷道上帮一侧铺轨, 轨距900mm, 保证全矿一致轨型, 以方便运料。巷道下帮一侧在迎头安装17型耙矸机, 800皮带机机尾紧随耙矸机前移, 皮带机机头处铺设车场, 实现连续排矸。这种连续出岩方式, 减少了倒矸时间, 减少了无效劳动, 为多循环争取了时间, 同时减少了斜巷运输次数, 安全隐患降低。

出岩系统:迎头17型耙矸机→800皮带机→1.5吨矿车→8吨电机车拉到-720m井底车场→副井→地面。

(3) 优化爆破图表, 提高爆破效率。

由于巷道断面较小, 巷道岩性由花斑粘土岩变为了砂质泥岩, 原采用传统爆破法施工, 眼深2.0m (掏槽眼深度2.2m) , 煤矿许用三级水胶炸药, 全断面一次爆破, 正向装药。爆破效率85%, 循环进尺1.6m, 爆破参数的不尽合理, 严重制约了施工进度。根据淮南矿业集团统一布置和要求, 为了进一步推行中深孔爆破技术, 全面提高单进水平, 我们积极优化爆破参数, 编制了专项安全技术措施, 将原周边眼距350mm、辅助眼450mm, 增大到400mm和500mm, 原有楔形掏槽眼当中增加三个直眼和一个空眼, 以增强抛渣能力, 全断面炮眼总数从55个减少到45个。眼深提高到2.2m (掏槽眼2.4m) , 使用安全高效水胶炸药爆破, 反向装药。循环进尺最高可提高到2.0m, 使得掘进单进水平得到了提高。

爆破参数。

(1) 深度:辅助眼和周边眼由2.0m增加到2.2;掏槽眼由2.2m增加到2.4。

(2) 眼径:眼径为32mm, 施工中采用YT-28型风钻配φ32钻头打眼。

(3) 眼距:周边眼眼距为350mm, 辅助眼和掏槽眼眼距为450~500mm。

(4) 装药结构:反向装药。

(5) 炸药类型:安全高效水胶炸药。

(4) 雪橇式耙矸机。

前移耙矸机和皮带机的通常做法是钉道→移耙矸机→拆道→延长皮带。为避免钉道、拆道占用时间, 实现耙矸机的快速前移, 把耙矸机台车固定在用11#槽钢加工雪橇上, 利用自身动力先把耙矸机拉到位固定后, 再用耙矸机拉皮带机尾前移。

(5) 采用双管路供风。

由于该工作面使用从-720m井底车场接来的一趟3吋风管, 当喷浆与迎头打眼同时作业, 风锤的风量不够, 因此又从-610~-720m暗副斜井接一趟风管专供喷浆机用风, 以保证打眼与喷浆平行作业时的用风需要。

该队通过改进以上工艺, 将循环时间减少到4小时以内, 确保了每小班完成两个正规循环。十月份全月完成循环136个, 完成成巷进尺2 5 1米。

效果分析。