对提高煤矿巷道掘进效率的思考

矿， 山西 大同 ０３７０１６）
（ 责任编辑 赵 娟）
Ｃｏｎｓｉｄｅｒ ａｔｉｏｎ ｏｎ Ｉｍｐｒ ｏｖｉｎｇ Ｄｉｇｇｉｎｇ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ Ｕｎｄｅｒ ｇｒ ｏｕｎｄ Ｒｏａｄｗａｙ
Ｇｕｏ Ｙｏｎｇｌｉ
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｔｈｅｒｏｙ ｏｆ ｒｏｃｋ ｂｒｏｋｅｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｒｅ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｎ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｄｉｇｇｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｒｏａｄｗａｙ．
采用中深孔爆破时， 爆破效果取决于掏槽效 果。施工中， 除了针对不同的地质条件及时调整爆
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应
用
技
术
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破图表外， 还重点改进了掏槽布置方式来提高爆破 效果。我们在直眼微倾角掏槽时， 采用了中间加空 眼的方法， 把掏槽眼与工作面水平夹角增大到 ７５°～ ８４°， 同 排 两 槽 眼 口 间 距 和 眼 底 间 距 分 别 加 大 到 １．２～１．６ ｍ 和 ４００～６００ ｍｍ， 且 槽 眼 比 其 他 眼 深 ２００ ｍｍ， 中 间 的 空 眼 （ 破 槽 眼 ） 比 槽 眼 又 深 ２００ ｍｍ， 这样既吸取了楔形掏槽和直眼掏槽的优点， 又克服 了二者的不足。 １．１．２．３ 调整装药结构
间， 增加每班的掘进循环次数。每个循环作业时间
是由各个工序的时间来决定的， 而钻眼、装岩和支
护是这些工序中工作量最大、耗时最长的工序。因
此， 就必须首先实现它们之间平行作业和其他工序
与主要工序间的平行作业。
３） 精心组织、科学管理、抓好正规循环作业。
组织正规循环作业和实行科学管理， 是实现快速掘
进的重要保证。根据巷道断面、地质条件、施工队
另外， 由于光爆后在围岩上不产生明显的炮震 裂隙 ， 掘进工作面未出现 “危石”， 使掘进的安 全 性得以提高， 减轻了手工处理顶帮这种既费时又危 险的工作， 为加快施工速度创造了有利条件。
各种矿井巷道工程掘进的实践证明了光面爆破 是一种掘进质量高， 材料消耗低， 安全性能好的爆 破方法。尽管施工时， 须打很多炮眼， 但只要使用 性能好的打眼钻头， 就能提高打眼速度。同时由于 光面爆破有以上优点， 使掘进各工序缩短了时间， 总的循环工作效率明显提高， 施工速度加快。 １．１．２ 光面爆破作业在 ８１０ 暗斜井施工中的应用
浆准备工作与掘进的平行交叉， 做到了工序紧密衔
接， 忙而不乱， 全面均衡地完成了施工任务。另
外， 晋华宫矿坚持一专多能， 以人为本， 最大限度
地调动了广大员工的劳动积极性， 从而为提高暗斜
井施工掘进效率创造了条件。实践证明， 只要认真
推行正规循环作业， 就能全面均衡地完成任务， 从
而提高施工效率。（ 大同煤矿集团有限责任公司晋华宫
晋华宫矿在 ８１０ 暗斜井施工中积极推行光面爆 破作业， 改进爆破施工工艺， 取得了良好的施工效 果。 １．１．２．１ 改浅孔爆破为中深孔爆破
淘汰浅孔爆破， 发展中深孔光爆， 提高爆破效 率。晋华宫矿在 ８１０ 暗斜井 施 工 中 采 用 了 ２．０ ～２．３ ｍ 的中深孔光面爆破， 加大了单炮循环进尺， 增加 了一次破矸量， 减轻了辅助工作量， 从而提高了工 时利用率。 １．１．２．２ 改进爆破掏槽方式
在煤矿生产中及时快速地为矿井开拓出生产工 作面， 是保证矿井正常、连续提高产量的前提。如 何提高矿井巷道的施工速度就成为煤矿工程技术及 管理人员不断研究的新课题。
根据目前我们国家的生产力发展水平， 在煤矿 井巷施工过程中， 钻爆法仍是主要的掘进方式。作 者根据多年在生产一线的技术工作实践经验认为： 在以钻爆法为主的井巷施工过程中， 抓好以下 ３ 个 环节是实现井巷快速掘进的关键。 １ 采用光爆锚喷技术来提高巷道掘进效率 １．１ 光面爆破
在巷道快速施工中， 劳动组织和管理工作极为 重要。确定合理的劳动组织形式， 对施工速度和施 工工效的提高有着重要作用。
１） 劳动组织形式要根据施工条件 （ 围岩、设 备等） 和工人的技术水平来确定。
２） 优化劳动组织， 改革施工工艺。要提高施 工速度， 除采取措施提高循环进尺外， 还必须组织 多工序平行交叉作业， 以缩短每个循环的作业时
文章编号： １００６－ ４８７７（ ２００６wenku.baidu.com ０５－ ００５５－ ０３
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对提高煤矿巷道掘进效率的思考
郭永利
摘 要： 结合岩石爆破技术理论和工程实践， 从影响岩巷掘进 中深孔爆破掘进速度和巷道的炮眼深度， 光面爆破和掏槽方 式等技术问题进行了探讨， 并提出了施工过程中为提高巷道 掘进效率应采取的技术和管理措施。 关键词： 煤矿巷道； 掘进； 效率 中图分类号： ＴＤ２３ 文献标识码： Ａ
的技术装备及人员的技术水平， 对各工序的施工顺
序进行了综合考虑， 编制出科学合理的施工循环图
表， 使作业人员可在规定的时间内， 保质保量地完
成所规定的工作任务， 保证施工周而复始地循环进
行。
总之， 晋华宫矿在 ８１０ 暗斜井施工掘进中， 采
用了多工序平行交叉作业， 充分利用时间和空间，
实现了打眼与装岩、支护与钉道、提矸与掘进、喷
在巷道掘进中， 钻眼爆破作业是一项主要的工 序。钻眼爆破作业质量的好坏直接影响巷道掘进的 速度、规格质量、支护效果、掘进工效和成本。
光面爆破是一种合理利用炸药能量的控制爆破 技术， 用这种方法开掘出来的井巷既成型规整、符 合设计的断面轮廓要求， 又保护了围岩的稳定性与 自承能力。 １．１．１ 光面爆破作业在提高巷道掘进效率中的作用
提供较大的预应力， 能更好地加固围岩， 提高围岩 的强度和自承力， 它有较好的准塑性， 能更有效地 调整和控制围岩的位移和压力。 １．２．２ 施工中应注意问题
加强矿压观测， 进行长期监控， 提高锚喷支护 的科学性。锚喷支护设计要在矿压观测的基础上进 行， 要测得各种层位的松动圈范围； 了解不同围岩 的自稳期； 要对围岩的基本力学属性进行岩样化 验。掌握围岩的工程稳定性， 针对不同的岩性、不 同的巷道断面、不同的埋藏深度、不同的围岩稳定 程度、不同的受压性质和不等的服务年限采取不同 的支护形式。设计适宜的相关支护参数， 尽可能使 用高强度锚杆并加大锚固长度， 使锚杆与围岩结合 成为一体， 从而加固岩体， 使岩体强度增加， 减少 变形和破坏。
采 用 ４＃ 岩 石 硝 铵 炸 药 ， １～５ 段 毫 秒 延 期 电 雷 管， 串并联联线， 全断面一次起爆， 依据不同岩性 及时调整用药量， 对周边眼可采用隔眼装药， 炮土 充填封眼。 １．２ 锚喷支护
锚喷与光爆的有机结合， 构成了光爆锚喷技 术， 在生产实践中取得了良好的技术效果。长期以 来， 人们把各种形式的棚子支护作为维护巷道的主 要手段， 如木材支架、料石支架、金属支架、钢筋 混凝土支架、整体浇灌混凝土碹等。这些支架虽然 在不同时期和地质条件发挥了支护作用， 但是其在 工程应用中的不足也是显而易见的。由于这些支架 都是靠构件本身的强度被动地承受地压， 不能积极 地发挥围岩的自承能力。因此， 不仅消耗了大量的 木材、钢材， 而且也增大了劳动强度， 安全性能也 很差， 严重影响了施工进度。 大同煤矿集团是全国 最早使用锚喷支护技术的企业之一， 经过几十年的 发展， 现在锚喷支护技术已成为矿井施工中的主要 支护方式， 锚喷支护技术的“优质、低耗、高效、 安全和快速”的施工优点， 为加快矿井巷道施工速 度起到了积极作用。
业于中国矿业学院， 工程师。
态， 有利于井巷的安全正常运行。尤其是在松软岩 层中， 更能显示出光面爆破的优势作用。同时， 由 于围岩壁面规整， 消除了因岩面凹凸不平而引起的 应力集中， 有利于围岩的稳定， 改善了围岩与喷层 的应力分布。
光面爆破爆出的巷道表面规整， 尺寸符合设计 要求， 显著地减少了掘进的超欠挖量。因而减少掘 进的排矸量， 减轻了修帮工作量， 喷射混凝土时， 填补巷道表面坑凹的混凝土用量少， 因而明显地降 低了材料消耗， 降低了支护费用， 加快了施工进 度。
锚喷支护是一种积极防御的支护方法。是通过 锚入围岩内部的锚杆， 改变围岩本身的力学状态， 在巷道周围形成一个整体而又稳定的岩石带， 利用 锚杆与围岩的共同作用， 达到维护巷道的目的。 １．２．１ 锚喷施工
锚喷支护的结构分为锚杆支护、喷射混凝土支 护、锚网支护、锚喷联合支护、锚网喷联合支护 等。根据巷道的围岩性质和使用要求采取不同的支 护结构。喷射混凝土结构的关键作用是封闭围岩， 防止风化、浮石掉落。单独使用喷射混凝土结构 时， 应以临时支护为主， 不宜作为永久支护。锚杆 支护能提供比喷射混凝土大的支护能力， 尤其是能
实践证明， 锚杆支护有很多优点： 一是节约坑 木和钢材， 降低支架成本； 二是锚喷支护的使用范 围广泛， 岩石巷、煤巷、平巷和倾斜巷的硬岩和软 岩都能有效发挥支护作用； 三是锚杆轻便， 可以减 轻工人的劳动强度， 有利于一次成巷施工和加快掘 进速度。 ２ 大力推进机械化作业来提高巷道掘进效率
晋华宫矿在 ８１０ 皮带暗斜井的施工中， 靠常规 施工机械， 在坡度为 １０°， 断面为 １３．８ ｍ２， 并多次 穿越煤层和破碎带的情况下， 全 员 效 率 达 到 ０．０７６ ｍ／工日， 平 均 单 炮 进 尺 １．７ ｍ， 平 均 炮 眼 利 用 率 为 ８５％， 光爆眼痕率达到 ７０％， 工程质量全部达优。 ２．１ 实现快速钻眼作业
根据工作面断面大小、岩石性质、机械化程 度、员工的操作水平等因素， 合理地确定工作面凿 岩机台数， 提高钻眼速度。为避免多台钻机同时打 眼时拥挤， 在中硬岩石中以 ２ ｍ２／台为宜， 对每台风 钻定任务、定机位、定眼位， 各组的眼数要相等， 打眼的区域互不干扰。 ２．２ 提高装岩能力
依据断面尺寸选择装载能力大的装载机械， 大 同煤矿集团目前在掘进巷道中已全部使用机械化装 载机。 ２．３ 提高运输能力
传统的轨道运输不仅铺设慢、工人劳动强度 大， 而且调车工序繁索， 不利于组织快速施工。因 此， 在施工组织中要创造条件实现皮带运输， 加快
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应
用
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排矸速度。晋华宫矿在采区煤及半煤岩巷道掘进 中， 通过技术改造将装载机和胶带输送机组成机械 化作业线， 不仅减轻了工人的劳动强度， 而且掘进 速度和工效成倍增长， 极大地加快了施工速度。其 配 套 设 备 有：ＺＭＣ—１２Ｂ 型 侧 式 供 水 煤 电 钻 和 ＹＴ— ２３ 型风钻、耙岩机 （ 自行改造） 、ＳＤＪ—８０ 型 胶 带 输送机。实践证明， 构筑暗斜井掘进机械化配套作 业线可提高大断面暗斜井施工速度。晋华宫矿在 ８１０ 皮 带 暗 斜 井 的 施 工 中 选 用 了 ＰＴ６０—Ｂ、３０ ｋＷ 耙 岩 机 、ＰＺ—５ 型 喷 浆 机 、０．７ｍ３ 中 型 扒 斗 ， 加 长 了 耙 岩 机 卸 料 槽 ， 采 用 了 ＪＤ—４０ ｋＷ 绞 车 提 升 调 度、双矿车装车提升、专用电机车运输， 严格控制 了 “两光”（ 即光面爆破、激光指向） ， 最大限度地 发 挥 机 械 化 配 套 设 备 的 能 力 ， 取 得 平 均 月 进 ８５ ｍ 的好成绩。 ３ 加强劳动组织管理工作来提高巷道掘进效率
光面爆破作业能合理地控制炸药的能量释放， 从而使巷道围岩不产生或很少产生炮震裂隙， 保护 了围岩的完整性， 增强了围岩的稳定性和自承能 力， 为采用锚喷支护提供了重要的前提和基础， 显 著提高了锚喷支护的承载能力， 改善了巷道维护状
收稿日期： ２００６－ ０２－ １０； 修回日期： ２００６－ ０２－ ２１ 作者简介： 郭永利（ １９６５－ ） ， 男， 山西五台人。１９８６ 年 ７ 月毕