浅谈大断面斜井的快速施工技术

浅谈大断面斜井的快速施工技术

摘要:大型机械化设备技术开始广泛应用于矿山斜井建设,大断面千米以上的斜井施工已成为一种掘进趋势。配套技术设备的攻关成果与不断完善的劳动组织管理制度使大断面斜井的快速、稳定、持续、低耗施工成为现实,成熟的成套技术及装备在达到世界先进水平的同时,也为煤炭企业带来了显著的经济效益与社会效益。

关键词:大断面斜井快速施工成套技术组织管理

1 我国斜井施工技术的发展

作为煤矿开拓的主要方式之一,斜井施工因其低成本、高效率的优点常作为优先选择的施工方案,广泛应用于矿井建设中,20世纪70年代开始,随着设备技术条件水平的不断提高,我国开始出现大断面千米以上的斜井,对于煤层埋藏较深的情况,也开始将过去单一的立井开掘转变为立斜井混合作业方式,并取得了良好的技术经验和作业效果。20世纪80年代以来,随着矿井建设不断向深层拓展,大型机械化设备技术开始广泛应用于斜井建设,大断面千米以上斜井已成为一种掘进趋势,掘进速度也不断提高。技术的不断完善与配套设备的攻关成果实现了大断面斜井快速、稳定、持续、低耗的施工,成熟的成套技术及装备在达到世界先进水平的同时,也为煤炭企业带来了显著的经济效益与社会效益。

2 大断面斜井施工机械化配套技术

斜井施工以破岩、装岩、提升、排研为主要工序,其机械化作业线可描述为:多台风钻凿岩一把斗装岩机装岩一箕斗运研一研仓与自卸式汽车排研。破岩工序可按激光点划出巷道轮廓线,爆破中使用煤矿许用乳化炸药、毫秒电雷管进行全断面一次起爆。实际施工中,可选择使用灵活,能与装岩平行作业,多台同时工作的TY-28G型等风动气腿凿岩机进行作业,一般多选用中频钻机,4～7台同时工作。而耙斗装岩机结构简单、适应性强、使用成本低,适合大断面斜井的快速施工。作业中可用其与箕斗运矸配合大绞车提升,保证实现快速排研,提高装岩工序的效率。

在支护形式上,锚喷支护由于、施工速度快机械化程度高、支护及时、可靠安全等优点成为了斜井快速施工的一项重要技术措施。可采用PG-5型等转式砼喷射机及其配套的LJP-1型等定量调配机,实现上料自动化,输料管选用内径为d75～100mm钢管或硬质塑料管、玻璃钢。

此外,应重视对通风、压风系统和供水、排水系统等辅助系统的应用和技术改进,如供水系统应随井筒加深及时调整,为避免水压过高,增设降压水箱。还应设立主斜井监控系统,从而准确了解并及时调控各施工工序的进展情况,保证各工序的衔接。应用微机进行技术管理,可以将施工中各种爆破参数、混凝土配合比、锚杆支护参数、材料消耗、工程进度、质量管理、统计技术全部录入数据库,以机代人进行分析管理,通过施工的现代化和信息化保障施工的安全性和高效性。

3 加快斜井施工速度的具体措施

3.1 技术措施

要进一步提高斜井作业的施工速度,就必须不断紧跟时代步伐,对各工艺环节中应用的技术经验进行总结、分析和创新,不断将新设备、新材料以及新的技术成果运用于其中。

以斜井施工中的爆破工艺为例,20世纪70年代,由于光面爆破技术能最大限度地保护围岩,减少超挖,故放炮后围岩稳定性好,作业安全,而且支护材料消耗少、成本低,有利于锚喷支护,因此在地下工程中获得了相当广泛的应用。而炮眼加深后,一次放炮进尺大,减少了装药放炮通风的时间和各工序转换所消耗的时间,能够提高施工速度,中深孔光面爆技术也因此成为了我国斜井快速施工必需采取的技术措施之一。除采用新型钻机设备将炮眼加深,提高循环进尺外,还可以通过使用新型电磁感应雷管节约连线时间,并利用微机处理爆破图表,提高爆破的效率及可靠性。而精度可靠、定向及时的激光布孔仪也可以增加炮眼定位的准确程度,在保证钻眼质量的同时提高其利用率。

斜井装运能力的提升除需要对新型设备进行开发应用以外,还应对配套技术及作业线给予优化,以尽可能高效地取得施工成果。首先应使作业线中各设备的生产能力相匹配,使其相互配合发挥性能优势,并避免“大马拉小车”产生的浪费,其次应使设备的生产能力与斜井断

面大小相匹配,在全面掌握作用条件的前提下,因应断面变化对设备进行调整,保证不同工作条件下的设备生产性能都可充分发挥。

3.2 管理措施

快速施工的实现不能离开施工主体的因素,因此必须重视施工中的劳动组织管理,合理安排作业循环。首先按照人员配备情况分设井巷队和机电工班,井巷队由两个掘进班与一个喷浆班组成,以定时定量为标准进行“滚班制”作业,机电工班则采用大小班及包机制作业,采用24h“三八制”作业方式辅助施工,除按每个班组的作业时间和作业质量进行考核外,还应将实际工作量、超时或提前完工等情况明确计入经济分配原则,并保证奖惩措施的落实。各班组应对自用设备及时保养维护,为保证快速掘进的实现,相关人员应对设备故障及时处理,尽可能减少维修占用掘进施工的时间。应按照施工进度计划提前准备和及时供应设备、材料,减少工具配件等对施工进度的影响。

为确保斜井机械化施工的质量和安全,应建立各项相关质量控制体系,确保各环节、各工序、各阶段施工顺畅可靠。首先应保障施工人员具有健康良好的工作环境,并通过加强全员安全意识和质量意识培训,引导施工人员主动参与到质量安全管理控制中来。此外还应运用现代化的管理手段提高管理效率,如利用微机收集、分析和存储作业数据,自动计算、分析和得出结论。安装工业电视,对斜井施工实现全方位可视化的监管,以便及时发现问题,及时处理,为快速施工提供保障。

4 结语

当前机械化、大规模的快速施工已经成为矿井建设的主流趋势,因此,在大断面斜井作业中,相关工作人员应全面分析施工条件,优化布置各机械设备,并通过成熟的配套技术和严格高效的组织管理措施充分发挥设备的先进性能,尽可能降低施工工序衔接等因素对矿井作业效率的影响,在安全稳定的前提下不断提高施工速度,合理降低施工成本,在取得经济效益和社会效益的同时,为企业赢得更加广阔的发展空间。

参考文献

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