巖巷炮掘工藝工序創(chuàng)新優(yōu)化研究和應(yīng)用

李欣++韓亞軍

摘 要 通過設(shè)備的選型與配備，工序間的緊密銜接及平行作業(yè)，成功實現(xiàn)了長距離開拓巖巷的皮帶連續(xù)接車排矸，充分利用工序、工時，提高了礦井炮掘巖巷的快速掘進，有利于礦井提升運輸?shù)陌踩芾?，提高了巷道施工進度。

關(guān)鍵詞 巖巷；皮帶連續(xù)接車；排矸；研究；應(yīng)用；工序銜接

中圖分類號：TD263 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）19-0161-03

為充分發(fā)揮人力資源優(yōu)勢，進一步優(yōu)化勞動組織和工藝工序，提升單進水平和勞動效率，近期，生產(chǎn)處結(jié)合礦區(qū)專業(yè)特點，首先從巖巷炮掘工藝入手，在施工工藝創(chuàng)新、勞動組織安排、工時工序銜接等方面進行調(diào)整優(yōu)化，并形成了巖巷炮掘快速掘進實施方案。

以蔣莊煤礦南十一采區(qū)運輸機下山巷道炮掘施工為例，具體說明如下。

1 巷道施工條件

1.1 基本情況

南十一采區(qū)主要運輸機下山，設(shè)計長度900 m，布置在3下煤底板至十下灰之間巖層中，穿層掘進，坡度：-10°～-14°，錨網(wǎng)噴支護，掘進斷面12.46 m?，直墻圓弧拱形，凈寬度3.9 m，凈高度3.6 m。

1.2 支護參數(shù)

每排布置11根左旋預(yù)應(yīng)力全螺紋阻尼錨桿，規(guī)格為φ18×2000 mm，錨固劑型號為CK2870，每根錨桿使用1支錨固劑。錨桿間排距為1000×1000 mm，噴漿厚度為70 mm。鋼筋網(wǎng)規(guī)格為長×寬=2000×1000 mm、使用φ6 mm的鋼筋焊制、網(wǎng)格為110×110 mm的鋼筋網(wǎng)，每排5片。噴漿厚度70 mm，初噴距迎頭不得超過6 m，復(fù)噴距迎頭不得超過20m，初噴厚度為30～50 mm，復(fù)噴后總厚度不低于70 mm。

臨時支護采用3根前探梁，前探梁選用厚壁、無銹蝕、不彎曲、無變形的、規(guī)格為3吋（φ89 mm）、長度4.0 m的鋼管。

2 需要解決的主要問題

2.1 排矸時間長、速度慢

巖巷炮掘施工，采用耙裝機、絞車配合礦車運輸，排矸和出貨速度慢，每班排矸的時間在占到總工作時間的1/2以上。

2.2 工序銜接不緊密、工時利用不緊密

巷道施工中耙裝機扒裝時，人員只能在后路進行等待，無法從事其他工序，在扒裝期間和迎頭打鉆及支護期間未能做到時間上的緊密銜接，出現(xiàn)了時間浪費。

3 擬采用的施工方法

該巷道采用鉆眼爆破法施工，光爆錨噴。采用正臺階方式施工，臺階長度為5 m。耙裝機排矸，后路實現(xiàn)皮帶連續(xù)運輸，皮帶機頭接車，上平巷電瓶車運輸。

4 設(shè)備配置

1）采用整體托移式耙裝機扒裝，后部配置皮帶實現(xiàn)連續(xù)運輸，提高排矸出貨速度，同時移機整修移機時間大大縮短。

耙裝機在每次整修前移過程中，通過耙裝機自身的漲緊絞車的牽引，30 m范圍內(nèi)快速平穩(wěn)的將耙裝機自移式移動到迎頭，減少了采用絞車牽引長距離移機時間。挪移耙裝機幾乎不占用生產(chǎn)時間。

2）采用大功率絞車設(shè)備。

掘進后路采用JD—55型絞車，每次能提4個重車，而且速度比較快。特別是在噴漿班施工時，后路的提升運輸效率高，為皮帶架管的安裝和皮帶搭接其他工序施工節(jié)省了大量時間。

整體自移式耙裝機

皮帶機頭接車示意圖

5 具體實施方案

5.1 勞動組織

正確選用和確定勞動組織形式、工種人數(shù)，配備足夠的施工力量，并重點考慮各工種的工時與各工序之間精密銜接，實現(xiàn)多工序平行作業(yè)，這對施工速度和效率的提升至關(guān)重要。

采用“四六”制正規(guī)循環(huán)作業(yè)方式，三掘一噴（噴漿班與整修班合并），即三個生產(chǎn)班和一個噴漿班（兼檢修班）。

掘進班只負責(zé)掘進、支護工作；噴漿班負責(zé)噴漿及移機整修工作；運料組負責(zé)將料從后路料場運至迎頭料場；檢修班負責(zé)設(shè)備檢修、接電纜、上皮帶、管子敷設(shè)、電纜吊掛等；道工負責(zé)軌道鋪設(shè)至耙裝機后10m處。各工種分工明確、責(zé)任清晰、各司其職、相互配合，實現(xiàn)了一次成巷。

掘進班每班定員人數(shù)11人。其中迎頭支護工5人（包含爆破工1人）、耙裝機司機1人，后路輔助工按需要定員，出勤率按80%計算，實際出勤9人，噴漿班（兼檢修班）每班定員14人。

生產(chǎn)班組定員11人，人均月休班5天，班組全共休班55個天，平均每天休2人次（55÷30=1.83≈2人），實際生產(chǎn)班組每天出勤9人。

5.2 爆破參數(shù)

根據(jù)巖性條件設(shè)計爆破參數(shù)?，F(xiàn)場施工中，嚴(yán)格執(zhí)行爆破圖表，實施光面爆破，使炮眼利用率達到最最佳，巷道成型達到設(shè)計要求。

結(jié)合該巷道特點，炮眼深度選擇1.7 m，循環(huán)進尺不低于1.5 m。有條件的地點要堅持中深孔爆破。

5.3 多工序平行交叉作業(yè)

在實際掘進施工過程中，鉆眼、排矸、支護等工序工作量大、用時最長（鉆眼約用時130分鐘；正常1.5 m進尺的支護和裝巖約用時110分鐘是主要工序，分別占總工時的36.1%和30.55%；第二班次進尺1.5 m需支護2排錨桿，支護用時為150 min）。解決好這三個主要工序平行作業(yè)問題是提升效率的

關(guān)鍵。

具體做法如下。

1）交接班、安全檢查、開工前準(zhǔn)備平行作業(yè)。

2）施工炮眼，上下臺階定人定鉆、平行作業(yè)。

3）爆破后，迎頭臨時支護與防塵灑水平行作業(yè)。

4）上部臺階頂板錨桿支護與下部臺階裝巖平行作業(yè)（扒裝區(qū)域始終距離迎頭6 m以上安全距離）。

5）下部臺階幫部錨桿支護與下一班組交接班時間平行作業(yè)（掘1.5 m需支護2排）。

6）迎頭噴漿與后路檢修、掘砌水溝平行作業(yè)。endprint

5.4 工序工時利用

主要工序時間安排如下。

1）炮眼施工（130min）：共計78個炮眼，炮眼深度1.7 m（掏槽眼1.9 m），迎頭定人定鉆安排三部鉆打眼（如果人員充足也可安排4部鉆），每個巖石炮眼從定炮開始計時，到炮眼成型結(jié)束平均每炮眼用時5分鐘，合計用時約130分鐘左右。

2）裝藥放炮環(huán)節(jié)（20 min）：炮眼裝藥、封泥、連線、檢查瓦斯用時約20分鐘；迎頭班長安排警戒人員站崗，并清點人員到躲炮地點；班組長、瓦檢員、放炮員嚴(yán)格執(zhí)行“三人連鎖放炮”制度。

3）放炮通風(fēng)（10 min）：人員在警戒線外新鮮風(fēng)流中躲炮，待炮煙吹散后，班長通知撤崗，人員方可進入迎頭施工。

4）臨時支護（20 min）：臨時支護與防塵灑水可以平行作業(yè)，用手稿找型，頂網(wǎng)要提前鋪設(shè)在前探梁上并與用鐵絲連接牢靠。

5）扒裝迎頭（30 min）：迎頭回頭輪固定，扒裝迎頭矸石，為迎頭支護造條件。

6）頂板及幫部支護：

①正常掘進1.5 m，頂板及幫部支護1排錨桿（110 min）：耙裝機回頭輪挪移至后路，迎頭支護可以與后路排矸平行作業(yè)。頂板、兩幫聯(lián)網(wǎng)用時10分鐘，每棵錨桿從打眼到安裝完畢用時9分鐘左右，平均用時110分鐘。。

②接班迎頭控頂0.5 m后，掘進1.5 m，頂板及幫部支護2排錨桿（150 min）：耙裝機回頭輪挪移至后路，迎頭支護可以與后路排矸平行作業(yè)；與下一班次交接時，利用與下班施工交接班時間和此班組支護下部支護平行作業(yè)，兩幫聯(lián)網(wǎng)用時4分鐘，施工4顆錨桿，每棵錨桿從打眼到安裝完畢用時9分鐘左右，平均用時40分鐘，共用時150 min。

7）后路排矸（110 min）：將矸石扒出迎頭后，在不影響迎頭支護的情況下進行后路排矸作業(yè)，本工序可以持續(xù)至下個生產(chǎn)班交接時間。

按每日循環(huán)數(shù)3個，循環(huán)進度1.5 m，循環(huán)率為90%，日進度4.5 m，月進度為：30×4.5×90%=121.5（m）。

6 保障措施

1）巖巷掘進進度，還主要受制于后路排矸系統(tǒng)的順暢程度，在確保迎頭工序工時充分利用、合理銜接的同時，保證礦車充足供應(yīng)也是提升掘進單進水平的關(guān)鍵因素。礦井要統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)好生產(chǎn)、運輸?shù)年P(guān)系，避免造成車皮供應(yīng)不足、人員浪費現(xiàn)象。

2）施工工序和工時安排也不是一成不變，要及時根據(jù)現(xiàn)場條件、生產(chǎn)環(huán)節(jié)、施工人員的變化，要及時調(diào)整勞動組織，確保人員配備最佳化、工時利用最大化。

3）加強職工的日常性管理，嚴(yán)格控制人員出勤，確保迎頭直接工的正常出勤；在薪酬考核上要向主要工種、艱苦崗位傾斜，提高職工積極性。

4）加強設(shè)備管理是保證開機率的重要保證。堅持正常的設(shè)備維護和檢修，嚴(yán)格執(zhí)行班檢、日檢、旬檢、月檢制度，對耙裝機、皮帶機等設(shè)備進行強制檢修，保證機械設(shè)備在完好狀態(tài)下運行，從而保證快速掘進，不發(fā)生中斷事故。

5）加強職工的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，著力提升職工隊伍素質(zhì)。通過技術(shù)比武、崗位練兵等多種形式，開展崗位技能培訓(xùn)，全面提高員工的技術(shù)素質(zhì)、操作水平；實施金藍領(lǐng)以師帶徒工程，培養(yǎng)出一批業(yè)務(wù)精素質(zhì)高的人才。

作者簡介

李欣，1997年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)工程測量專業(yè)，一直從事煤礦生產(chǎn)掘進工作。

韓亞軍，2002年畢業(yè)于山東科技大學(xué)，從事煤礦掘進生產(chǎn)多年，曾發(fā)表《巖巷皮帶連續(xù)接車排矸的技術(shù)研究與成功應(yīng)用》等多項科技創(chuàng)新型論文。endprint

5.4 工序工時利用

主要工序時間安排如下。

1）炮眼施工（130min）：共計78個炮眼，炮眼深度1.7 m（掏槽眼1.9 m），迎頭定人定鉆安排三部鉆打眼（如果人員充足也可安排4部鉆），每個巖石炮眼從定炮開始計時，到炮眼成型結(jié)束平均每炮眼用時5分鐘，合計用時約130分鐘左右。

2）裝藥放炮環(huán)節(jié)（20 min）：炮眼裝藥、封泥、連線、檢查瓦斯用時約20分鐘；迎頭班長安排警戒人員站崗，并清點人員到躲炮地點；班組長、瓦檢員、放炮員嚴(yán)格執(zhí)行“三人連鎖放炮”制度。

3）放炮通風(fēng)（10 min）：人員在警戒線外新鮮風(fēng)流中躲炮，待炮煙吹散后，班長通知撤崗，人員方可進入迎頭施工。

4）臨時支護（20 min）：臨時支護與防塵灑水可以平行作業(yè)，用手稿找型，頂網(wǎng)要提前鋪設(shè)在前探梁上并與用鐵絲連接牢靠。

5）扒裝迎頭（30 min）：迎頭回頭輪固定，扒裝迎頭矸石，為迎頭支護造條件。

6）頂板及幫部支護：

①正常掘進1.5 m，頂板及幫部支護1排錨桿（110 min）：耙裝機回頭輪挪移至后路，迎頭支護可以與后路排矸平行作業(yè)。頂板、兩幫聯(lián)網(wǎng)用時10分鐘，每棵錨桿從打眼到安裝完畢用時9分鐘左右，平均用時110分鐘。。

②接班迎頭控頂0.5 m后，掘進1.5 m，頂板及幫部支護2排錨桿（150 min）：耙裝機回頭輪挪移至后路，迎頭支護可以與后路排矸平行作業(yè)；與下一班次交接時，利用與下班施工交接班時間和此班組支護下部支護平行作業(yè)，兩幫聯(lián)網(wǎng)用時4分鐘，施工4顆錨桿，每棵錨桿從打眼到安裝完畢用時9分鐘左右，平均用時40分鐘，共用時150 min。

7）后路排矸（110 min）：將矸石扒出迎頭后，在不影響迎頭支護的情況下進行后路排矸作業(yè)，本工序可以持續(xù)至下個生產(chǎn)班交接時間。

按每日循環(huán)數(shù)3個，循環(huán)進度1.5 m，循環(huán)率為90%，日進度4.5 m，月進度為：30×4.5×90%=121.5（m）。

6 保障措施

1）巖巷掘進進度，還主要受制于后路排矸系統(tǒng)的順暢程度，在確保迎頭工序工時充分利用、合理銜接的同時，保證礦車充足供應(yīng)也是提升掘進單進水平的關(guān)鍵因素。礦井要統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)好生產(chǎn)、運輸?shù)年P(guān)系，避免造成車皮供應(yīng)不足、人員浪費現(xiàn)象。

2）施工工序和工時安排也不是一成不變，要及時根據(jù)現(xiàn)場條件、生產(chǎn)環(huán)節(jié)、施工人員的變化，要及時調(diào)整勞動組織，確保人員配備最佳化、工時利用最大化。

3）加強職工的日常性管理，嚴(yán)格控制人員出勤，確保迎頭直接工的正常出勤；在薪酬考核上要向主要工種、艱苦崗位傾斜，提高職工積極性。

4）加強設(shè)備管理是保證開機率的重要保證。堅持正常的設(shè)備維護和檢修，嚴(yán)格執(zhí)行班檢、日檢、旬檢、月檢制度，對耙裝機、皮帶機等設(shè)備進行強制檢修，保證機械設(shè)備在完好狀態(tài)下運行，從而保證快速掘進，不發(fā)生中斷事故。

5）加強職工的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，著力提升職工隊伍素質(zhì)。通過技術(shù)比武、崗位練兵等多種形式，開展崗位技能培訓(xùn)，全面提高員工的技術(shù)素質(zhì)、操作水平；實施金藍領(lǐng)以師帶徒工程，培養(yǎng)出一批業(yè)務(wù)精素質(zhì)高的人才。

作者簡介

李欣，1997年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)工程測量專業(yè)，一直從事煤礦生產(chǎn)掘進工作。

韓亞軍，2002年畢業(yè)于山東科技大學(xué)，從事煤礦掘進生產(chǎn)多年，曾發(fā)表《巖巷皮帶連續(xù)接車排矸的技術(shù)研究與成功應(yīng)用》等多項科技創(chuàng)新型論文。endprint

5.4 工序工時利用

主要工序時間安排如下。

1）炮眼施工（130min）：共計78個炮眼，炮眼深度1.7 m（掏槽眼1.9 m），迎頭定人定鉆安排三部鉆打眼（如果人員充足也可安排4部鉆），每個巖石炮眼從定炮開始計時，到炮眼成型結(jié)束平均每炮眼用時5分鐘，合計用時約130分鐘左右。

2）裝藥放炮環(huán)節(jié)（20 min）：炮眼裝藥、封泥、連線、檢查瓦斯用時約20分鐘；迎頭班長安排警戒人員站崗，并清點人員到躲炮地點；班組長、瓦檢員、放炮員嚴(yán)格執(zhí)行“三人連鎖放炮”制度。

3）放炮通風(fēng)（10 min）：人員在警戒線外新鮮風(fēng)流中躲炮，待炮煙吹散后，班長通知撤崗，人員方可進入迎頭施工。

4）臨時支護（20 min）：臨時支護與防塵灑水可以平行作業(yè)，用手稿找型，頂網(wǎng)要提前鋪設(shè)在前探梁上并與用鐵絲連接牢靠。

5）扒裝迎頭（30 min）：迎頭回頭輪固定，扒裝迎頭矸石，為迎頭支護造條件。

6）頂板及幫部支護：

①正常掘進1.5 m，頂板及幫部支護1排錨桿（110 min）：耙裝機回頭輪挪移至后路，迎頭支護可以與后路排矸平行作業(yè)。頂板、兩幫聯(lián)網(wǎng)用時10分鐘，每棵錨桿從打眼到安裝完畢用時9分鐘左右，平均用時110分鐘。。

②接班迎頭控頂0.5 m后，掘進1.5 m，頂板及幫部支護2排錨桿（150 min）：耙裝機回頭輪挪移至后路，迎頭支護可以與后路排矸平行作業(yè)；與下一班次交接時，利用與下班施工交接班時間和此班組支護下部支護平行作業(yè)，兩幫聯(lián)網(wǎng)用時4分鐘，施工4顆錨桿，每棵錨桿從打眼到安裝完畢用時9分鐘左右，平均用時40分鐘，共用時150 min。

7）后路排矸（110 min）：將矸石扒出迎頭后，在不影響迎頭支護的情況下進行后路排矸作業(yè)，本工序可以持續(xù)至下個生產(chǎn)班交接時間。

按每日循環(huán)數(shù)3個，循環(huán)進度1.5 m，循環(huán)率為90%，日進度4.5 m，月進度為：30×4.5×90%=121.5（m）。

6 保障措施

1）巖巷掘進進度，還主要受制于后路排矸系統(tǒng)的順暢程度，在確保迎頭工序工時充分利用、合理銜接的同時，保證礦車充足供應(yīng)也是提升掘進單進水平的關(guān)鍵因素。礦井要統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)好生產(chǎn)、運輸?shù)年P(guān)系，避免造成車皮供應(yīng)不足、人員浪費現(xiàn)象。

2）施工工序和工時安排也不是一成不變，要及時根據(jù)現(xiàn)場條件、生產(chǎn)環(huán)節(jié)、施工人員的變化，要及時調(diào)整勞動組織，確保人員配備最佳化、工時利用最大化。

3）加強職工的日常性管理，嚴(yán)格控制人員出勤，確保迎頭直接工的正常出勤；在薪酬考核上要向主要工種、艱苦崗位傾斜，提高職工積極性。

4）加強設(shè)備管理是保證開機率的重要保證。堅持正常的設(shè)備維護和檢修，嚴(yán)格執(zhí)行班檢、日檢、旬檢、月檢制度，對耙裝機、皮帶機等設(shè)備進行強制檢修，保證機械設(shè)備在完好狀態(tài)下運行，從而保證快速掘進，不發(fā)生中斷事故。

5）加強職工的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，著力提升職工隊伍素質(zhì)。通過技術(shù)比武、崗位練兵等多種形式，開展崗位技能培訓(xùn)，全面提高員工的技術(shù)素質(zhì)、操作水平；實施金藍領(lǐng)以師帶徒工程，培養(yǎng)出一批業(yè)務(wù)精素質(zhì)高的人才。

作者簡介

李欣，1997年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)工程測量專業(yè)，一直從事煤礦生產(chǎn)掘進工作。

韓亞軍，2002年畢業(yè)于山東科技大學(xué)，從事煤礦掘進生產(chǎn)多年，曾發(fā)表《巖巷皮帶連續(xù)接車排矸的技術(shù)研究與成功應(yīng)用》等多項科技創(chuàng)新型論文。endprint