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      大斷面巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用

      2013-04-29 05:03:03常春鋒
      關(guān)鍵詞:大斷面巖巷掘進(jìn)

      摘要:隨著我礦現(xiàn)有資源瀕臨枯竭,礦區(qū)的開(kāi)發(fā)工程迫在眉睫,如何實(shí)現(xiàn)大斷面巖巷的快速掘進(jìn),直接決定了礦區(qū)的開(kāi)發(fā)進(jìn)度。我礦以中央膠帶大巷為試點(diǎn),通過(guò)引入全液壓鉆車(chē)與挖掘式履帶挖掘機(jī)等設(shè)備,經(jīng)過(guò)優(yōu)化爆破參數(shù)、改良施工工序、合理安排勞動(dòng)組織等方法,在大斷面巖巷炮掘方面實(shí)現(xiàn)了大的提升。

      關(guān)鍵詞:大斷面 巖巷 掘進(jìn)

      1 簡(jiǎn)述

      五陽(yáng)煤礦始建于1956年,1963年正式投產(chǎn),原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為0.9Mt/a,經(jīng)1980-1985年的兩次改擴(kuò)建工程, 2008年6月,經(jīng)山西省煤炭工業(yè)局核定礦井生產(chǎn)能力為3.00Mt/a。隨著我礦現(xiàn)有資源瀕臨枯竭,礦區(qū)的開(kāi)發(fā)工程迫在眉睫,如何實(shí)現(xiàn)大斷面巖巷的快速掘進(jìn),直接決定了礦區(qū)的開(kāi)發(fā)進(jìn)度。我礦以中央膠帶大巷為試點(diǎn),通過(guò)引入全液壓鑿巖臺(tái)車(chē)、挖掘式履帶挖掘機(jī)等設(shè)備,經(jīng)過(guò)優(yōu)化爆破參數(shù)、改良施工工序、合理安排勞動(dòng)組織等方法,在大斷面巖巷炮掘方面實(shí)現(xiàn)了三級(jí)跳。

      2 工作面概況

      中央膠帶大巷位于井田西側(cè),傾角4°40',長(zhǎng)度2605m,位于Ⅷ砂巖下部,掘進(jìn)過(guò)程中將穿過(guò)Ⅷ砂巖進(jìn)入Ⅸ砂巖;巷道瓦斯絕對(duì)涌出量0.5m3/min;最大涌水量20m3/h,正常涌水量為5m3/h。

      3 配套設(shè)備及支護(hù)簡(jiǎn)介

      3.1 巷道設(shè)備及工具配置情況 ①打眼設(shè)備:CMJ2-

      27全液壓鉆車(chē)。②出渣:ZWY-150/55L型履帶挖掘機(jī)、橋式轉(zhuǎn)載皮帶、SJ-80膠帶輸送機(jī)、梭式礦車(chē)。③支護(hù)工具:MQT-130錨桿鉆機(jī)兩臺(tái)、B290氣腿式鑿巖機(jī)。④通風(fēng)設(shè)備:FBDY-6.0(2×15KW)對(duì)旋式風(fēng)機(jī)兩套。⑤輔助運(yùn)輸設(shè)備:WC3ED無(wú)軌膠輪車(chē)一臺(tái)。

      3.2 中央膠帶大巷支護(hù)情況 巷道斷面呈直墻半圓拱形斷面,寬5.7m,直墻高1.7m,掘進(jìn)斷面為22.7m2。采用錨噴支護(hù),全斷面一次成巷的作業(yè)方式。全斷面每排13根錨桿,排距1200mm,間距950mm;拱部9根,墻部每側(cè)兩根。錨索:采用矩形布置,每排布置3根,排距2400mm,錨索間距1900mm。錨桿規(guī)格為φ22mm、L=2.4m;錨索規(guī)格為φ18.9mm、L=6.3m。錨桿支護(hù)完畢后采用噴漿封閉,砼層厚度為100mm,強(qiáng)度C25。

      4 施工工藝流程

      4.1 生產(chǎn)組織情況 巷道掘進(jìn)過(guò)程中采用雙激光控制巷道中腰線,生產(chǎn)組織為“四六”制作業(yè),即:四個(gè)生產(chǎn)班,每班六個(gè)小時(shí),檢修利用出渣時(shí)間對(duì)液壓鉆車(chē)進(jìn)行檢修,打眼時(shí)間對(duì)挖掘式裝載機(jī)進(jìn)行檢修。生產(chǎn)班人員配置:一名跟班隊(duì)干兼驗(yàn)收員,兩名班組長(zhǎng)(兼職司機(jī))、三名爆破員、四名兩組鉆機(jī)工,合計(jì)10人。

      4.2 工藝流程 施工工序:工作面打眼→退液壓鉆車(chē)→瓦檢及裝藥→灑水降塵(同時(shí)設(shè)備設(shè)施防護(hù))→爆破→瓦檢及灑水降塵→進(jìn)裝載機(jī)并扒出作業(yè)平臺(tái)→找凈活渣、臨時(shí)支護(hù)→拱部支護(hù)→扒凈活渣→拱基線下部支護(hù)→退裝載機(jī)進(jìn)液壓鉆車(chē)開(kāi)始下一循環(huán)作業(yè)。

      5 爆破工藝簡(jiǎn)介及優(yōu)點(diǎn)

      5.1 準(zhǔn)直眼掏槽爆破技術(shù)(詳見(jiàn)附表) 該項(xiàng)爆破技術(shù)的核心是:首先在工作面上布置5個(gè)中心次掏槽孔和多個(gè)主掏槽孔,中心次掏槽孔為直眼,主掏槽孔為準(zhǔn)直眼與工作面呈81°的夾角;主掏槽孔裝70%左右的炸藥,中心次掏槽孔裝20%左右的炸藥;主掏槽孔先于中心次掏槽孔起爆。結(jié)合了直眼掏槽和斜眼掏槽各自的優(yōu)點(diǎn),中心直眼與準(zhǔn)直眼配合,采用合理時(shí)間間隔進(jìn)行分層分次爆破,槽腔大、效率高、成本低。

      5.2 準(zhǔn)直眼掏槽爆破工藝優(yōu)點(diǎn) ①提高了炮眼利用率,不僅實(shí)現(xiàn)了光面爆破,而且炮眼數(shù)目由原來(lái)臺(tái)階成巷時(shí)的炮眼個(gè)數(shù)110個(gè)左右,降低到了65個(gè)左右。②鉆眼時(shí)要掌握“準(zhǔn)、平、直、齊”四要點(diǎn),即點(diǎn)眼要準(zhǔn)確,釬桿要平,眼要直,眼底要落在一個(gè)垂直面上,使爆破后掌子面成型較以往明顯提升。③利用CHB-2000型電爆網(wǎng)絡(luò)全電阻測(cè)試儀對(duì)爆破網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行檢查,F(xiàn)D200XS(C)聯(lián)鎖數(shù)顯遙控發(fā)爆器進(jìn)行全斷面一次起爆,它能夠根據(jù)雷管數(shù)目自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出峰值電壓,避免了丟炮現(xiàn)象。

      6 配套設(shè)備優(yōu)點(diǎn)

      ①兩套設(shè)備的外形尺寸小,結(jié)構(gòu)緊湊、功能多、效率高,行走靈活的特點(diǎn),不僅在本巷道中適于配套設(shè)備使用,而且拆解尺寸及重量均較小,解體及安裝簡(jiǎn)單。②兩套設(shè)備底盤(pán)均為整體剛性組合履帶行走機(jī)構(gòu),行走采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng),操縱支腿閥驅(qū)動(dòng)前后兩側(cè)支腿穩(wěn)定設(shè)備,作業(yè)時(shí)保持了設(shè)備穩(wěn)定性和可靠性。③兩設(shè)備的液壓系統(tǒng)先進(jìn)。鑿巖系統(tǒng)采用逐步打眼機(jī)構(gòu),在開(kāi)始鑿孔時(shí)可緩慢沖擊,待孔定位后可逐步加壓到最大沖擊能量,當(dāng)鑿巖終止時(shí)可自動(dòng)停止。④雙臂鑿巖機(jī)動(dòng)靈活。兩套鉆臂及推進(jìn)器互相獨(dú)立,鉆臂具有六種動(dòng)作,補(bǔ)償定位準(zhǔn)確。行程倍比結(jié)構(gòu)由推進(jìn)油缸、滑輪組、鋼絲繩、鑿巖機(jī)滑板和鋼絲繩張緊裝置組成。推進(jìn)油缸行程為1265mm,鉆孔深度為2530mm。⑤挖掘式裝載機(jī)使得巖巷掘進(jìn)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)生產(chǎn),做到了高效率出渣。它通過(guò)履帶推進(jìn)鏟取巖石并通過(guò)鏟斗將渣塊扒進(jìn)自身的刮板輸送機(jī)后,尾部將巖石卸入轉(zhuǎn)載設(shè)備。⑥挖掘式裝載機(jī)對(duì)巷道坡度及塊度的適應(yīng)性好。在巷道傾角小于32°范圍進(jìn)行作業(yè),同時(shí)出渣條件較為寬松,能夠滿(mǎn)足620mm×740mm通過(guò)輸送機(jī)。

      7 施工效果

      在采用傳統(tǒng)爆破工藝施工時(shí),月進(jìn)度50m。2012年8月,在新設(shè)備的人員現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)階段,月進(jìn)度58.2m;2012年9月,由巷修隊(duì)正式實(shí)施,月進(jìn)度達(dá)到93m,考慮到超前鉆4天時(shí)間,實(shí)際生產(chǎn)時(shí)間26天即達(dá)到3.1m/日;2012年10月全月進(jìn)尺達(dá)到103m,考慮到超前鉆4天時(shí)間,實(shí)際生產(chǎn)時(shí)間27天,即達(dá)到3.3m/日。今年2月份通過(guò)配套梭式礦車(chē)、更換新型挖掘機(jī)、合理安排勞動(dòng)組織等方法,實(shí)現(xiàn)了日進(jìn)兩個(gè)循環(huán)(4.4m),3月份創(chuàng)最好水平140.7m。

      8 技術(shù)總結(jié)

      ①全液壓鉆車(chē)使用后,達(dá)到每循環(huán)2排(2.4m)的效果,循環(huán)進(jìn)尺的提高大大節(jié)約了各工藝交叉和準(zhǔn)備時(shí)間,包括打眼、爆破、出渣、支護(hù)等工序的時(shí)間等等。②新工藝使得炮眼數(shù)目從110個(gè)左右降至70個(gè),打眼時(shí)間大大縮短,而且成型規(guī)整。③出渣由于實(shí)現(xiàn)了連續(xù)作業(yè),時(shí)間明顯縮短。中央膠帶大巷采用傳統(tǒng)工藝出渣時(shí),耙斗裝巖機(jī)出渣僅拱部需要3h以上;而挖掘式裝巖機(jī)出渣時(shí),全斷面2排僅需要4h左右(外聘熟練操作工僅3h),不僅勞動(dòng)量減少,而且出渣效率明顯提高。④炮眼打設(shè)時(shí)間明顯縮短。鉆車(chē)操作時(shí),每個(gè)炮眼鉆孔時(shí)間從原來(lái)6min/孔(1.1m)提升至3min/孔(2.4m),效率明顯提升。傳統(tǒng)工藝工作面設(shè)4臺(tái)風(fēng)鉆打眼,僅在拱部打眼就需要3h以上(僅1排),但采用鉆車(chē)后全斷面打眼需要3h左右(2排),含清孔時(shí)間。⑤施工安全性明顯提高。以往人工打眼需要在渣堆或工作臺(tái)上作業(yè),而采用鉆車(chē)作業(yè)時(shí),能夠根據(jù)炮眼位置情況自動(dòng)調(diào)整鉆臂,同時(shí)兩鉆機(jī)同時(shí)作業(yè),大大提高了操作人員的安全性能。⑥此配套設(shè)備與掘進(jìn)機(jī)相比成本低,備件材料費(fèi)用低,維護(hù)簡(jiǎn)單。

      9 存在問(wèn)題及發(fā)展方向

      ①中央膠帶大巷是以負(fù)4°下坡掘進(jìn)施工,液壓鉆車(chē)現(xiàn)油泵采用水冷卻法,增加工作面的排水工作面,就此問(wèn)題我礦已與廠家溝通,將液壓鉆車(chē)油泵改用風(fēng)冷卻法。②我礦正在積極與廠家聯(lián)系,優(yōu)化鉆爆臺(tái)車(chē)釬桿鉆臂加長(zhǎng),提高炮眼深度至3m,增加單循環(huán)進(jìn)尺。

      參考文獻(xiàn):

      [1]周軍民.突出煤層煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)的實(shí)踐[J].中州煤炭,2008(06).

      [2]鄧維元.大斷面巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)的研究[J].山西焦煤科技,2010(05).

      [3]鄧維元.錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)在大斷面巷道施工中的應(yīng)用[J].山西焦煤科技,2010(09).

      作者簡(jiǎn)介:

      常春鋒(1980-),男,山西長(zhǎng)子人,助理工程師,從事生產(chǎn)技術(shù)管理工作。

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